一种改良的非接触式位移测量方法及使用该方法的传感器.pdf

本发明涉及一种改良的非接触式位移测量方法，其在工作过程中抗干扰性强，且其测量精度高，为此，本发明还提供了使用该方法的传感器。其包括基板、外围电路，其特征在于：所述基板上安装有均匀排布的巨磁电阻元件阵列，所述轨道结阵列上方安装有与巨磁电阻元件阵列平行的轨道，所述轨道上安装有激光光源，所述基板连接外围电路，所述巨磁电阻元件通过基板连接所述外围线路。所述巨磁电阻元件内通过脉冲电流，所述脉冲电流小于所述巨磁电阻元件自由层翻转的临界值，激光光源发出激光光束照射所述巨磁电阻元件，通脉冲电流的巨磁电阻元件受到激光光束照射其电阻发生变化，电阻的变化通过巨磁电阻元件外围的电路显示出来，从而确定发生电阻变化的巨磁电阻元件的位置信息，从而得出与激光光源位置相对应的所测对象的位移或长度。

1、  一种改良的非接触式位移测量方法，其特征在于：基板上安装有巨磁电阻元件阵列，所述巨磁电阻元件内通过脉冲电流，所述脉冲电流小于所述巨磁电阻元件自由层翻转的临界值，平行于所述基板的上方安装有可移动的激光光源，所述激光光源发出激光光束，所述激光光束照射所述巨磁电阻元件，通脉冲电流的巨磁电阻元件受到激光光束照射其电阻发生变化，电阻的变化通过巨磁电阻元件外围的电路显示出来，从而确定发生电阻变化的巨磁电阻元件的位置信息，从而得出与激光光源位置相对应的所测对象的位移或长度。

2、  使用非接触式位移测量方法的非接触式位移传感器，其包括基板、外围电路，其特征在于：所述基板上安装有均匀排布的巨磁电阻元件阵列，所述轨道结阵列上方安装有与巨磁电阻元件阵列平行的轨道，所述轨道上安装有激光光源，所述基板连接外围电路，所述巨磁电阻元件通过基板连接所述外围线路。

3、  根据权利要求2所述的使用非接触式位移测量方法的非接触式位移传感器，其特征在于：所述巨磁电阻元件具体为隧道结。

4、  根据权利要求3所述的使用非接触式位移测量方法的非接触式位移传感器，其特征在于：所述轨道上安装有滑块，所述激光光源安装于所述滑块。

5、  根据权利要求4所述的使用非接触式位移测量方法的非接触式位移传感器，其特征在于：所述激光光源具体为波长较短的光源。

一种改良的非接触式位移测量方法及使用该方法的传感器
(一)技术领域
本发明涉及测量位移的高精度位移传感器技术领域，具体为一种改良的非接触式位移测量方法，本发明还涉及使用该方法的传感器。
(二)背景技术
现有测量位移的高精度位移传感器，主要有三种：容栅、光栅和磁栅型位移传感器，其各自都存在一定的缺陷：容栅型位移传感器不能在潮湿的工作环境中使用，限制了它的应用范围；光栅型位移传感器容易受到粉尘和环境污染的影响，其应用范围受到限制；磁栅型传感器由于采用的磁栅尺很容易受到外界磁场的干扰，而且一旦被外界磁场磁化后便无法复原，导致产品的永久性损坏，且上述三种传感器都采用模拟式测量方法，这使得其在工作中易受到环境噪音的干扰，且其在需要提高测量精度的情况下，其制造成本会大幅度提高。
(三)发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种改良的非接触式位移传感器，其在工作过程中抗干扰性强，且其测量精度高，为此，本发明还提供了使用非接触式位移测量方法的传感器。
其技术方案是这样的，
一种改良的非接触式位移测量方法，其特征在于：基板上安装有巨磁电阻元件阵列，所述巨磁电阻元件内通过脉冲电流，所述脉冲电流小于所述巨磁电阻元件自由层翻转的临界值，平行于所述基板的上方安装有可移动的激光光源，所述激光光源发出激光光束，所述激光光束照射所述巨磁电阻元件，通脉冲电流的巨磁电阻元件受到激光光束照射其电阻发生变化，电阻的变化通过巨磁电阻元件外围的电路显示出来，从而确定发生电阻变化的巨磁电阻元件的位置信息，从而得出与激光光源位置相对应的所测对象的位移或长度。
使用该方法的非接触式位移传感器，其技术方案是这样的：其包括基板、外围电路，其特征在于：所述基板上安装有均匀排布的巨磁电阻元件阵列，所述轨道结阵列上方安装有与巨磁电阻元件阵列平行的轨道，所述轨道上安装有激光光源，所述基板连接外围电路，所述巨磁电阻元件通过基板连接所述外围线路。
其进一步特征在于：所述巨磁电阻元件具体为隧道结，所述轨道上安装有滑块，所述激光光源安装于所述滑块上，所述激光光源具体为波长较短的光源。
本发明的上述结构中，由于所述激光照射于所述巨磁电阻元件，进而通过巨磁电阻元件会在此种条件下发生电阻变化的特性，进而准确得到改变电阻的巨磁电阻元件的位置信息，从而得到待测对象的位移或长度，此在工作过程中，采用数字式原理，故其抗干扰能力强；其精度和分辨率取决于相邻巨磁电阻元件的大小和相互之间的距离，由于巨磁电阻元件精密度高，可达到纳米级，故其其测量精度高。
(四)附图说明
图1为本发明的结构示意图。
(五)具体实施方式
见图1，本发明包括基板1、外围电路(图中没有表达，其连接关系属现有技术)，基板1上安装有均匀排布的巨磁电阻元件2阵列，巨磁电阻元件2具体为隧道结，隧道结2阵列上方安装有与巨磁电阻元件阵列平行的轨道3，轨道3上安装滑块4，基板1连接外围电路，隧道结2通过基板1连接外围线路。轨道3上安装有滑块4，激光5的光源安装于滑块4上，激光光源具体为波长较短的光源。
巨磁电阻元件2内通过脉冲电流，脉冲电流小于巨磁电阻元件2自由层翻转的临界值，激光5的光源发出激光光束，激光光束照射巨磁电阻元件2，通脉冲电流的巨磁电阻元件2受到激光光束照射其电阻发生变化，电阻的变化通过巨磁电阻元件2外围的电路显示出来，从而确定发生电阻变化的巨磁电阻元件2的位置信息，从而得出与激光光源位置相对应的所测对象的位移或长度。工作时，激光光源的光斑覆盖或部分覆盖一个巨磁电阻元件结时，不会同时覆盖到另一个巨磁电阻元件。6为待测位移。