Измерение перемещений с микро- и нано-наноточной точностью играет решающую роль в механической точной обработке, производстве полупроводников и промышленном автоматическом управлении. По сравнению с потенциометрическими и лазерно-интерферометрическими методами, решетчатые датчики смещения обладают простой конструкцией, высокой разрешающей способностью и высокой помехоустойчивостью к электромагнитным воздействиям, что делает их важным методом в области точных измерений смещений. Однако большинство современных решетчатых датчиков смещения состоят из шкалы и считывающей головки, они имеют большой объем и малый диапазон измерений (низкое отношение диапазона к длине, Range-Length Ratio, RLR). Например, у датчика GT2-S1 компании Keyence RLR составляет всего 0.033, что не удовлетворяет требованиям применения в ограниченных пространствах. Для решения этой проблемы в статье предложен и реализован новый миниатюрный решетчатый датчик смещения с конструкцией оптического тракта в виде буквы 'W' для уменьшения объема датчика. Головка датчика интегрирована в корпус для достижения высокого RLR, а для распознавания фотодетекторного сигнала и компенсации ошибки использован алгоритм вариационной рой частиц (PSO) для достижения высокой точности измерений. Проверено, что предложенный датчик с объемом 7 мм×8,5 мм×25 мм имеет диапазон измерений 15 мм, высокий RLR до 0,6 и ошибку менее 1,1 мкм. Этот решетчатый датчик смещения отличается малыми размерами, высоким RLR, высокой точностью измерений и удобством повторного использования, что решает проблему онлайн-измерения зазоров и смещений в узких ограниченных пространствах.

абсолютный решетчатый датчик смещения;миниатюризация;измерение смещения;компенсация ошибок;измерение зазоров