高精度光电角度传感器，提高精密机械加工的技术水平

技术简介

光电角度传感器的精度很大程度上决定了飞机的瞄准精度及高档数控机床、高精度位置转台等高精设备的定位精度。随着科技的发展，技术的进步，对光电角度传感器的性能要求也越来越高。

传统的角度测量装置为机电式旋转变压器，随着世界经济的发展，科技化作战水平的提升，该产品在精度、可靠性以及产品尺寸规格等方面已经无法满足要求。基于光电位移精密测量数字化技术的高精度光电角度传感器从原理上大大提高了角度的测量精度以及产品的可靠性，可广泛应用于高档数控机床、高精度转台的检测系统、地面雷达系统、高精度闭环调速系统、伺服系统等民用领域。

高精度光电角度传感器主要由精密轴系、光栅和电路三个部分组成。其中光栅分为编码盘和狭缝盘两部分，电路部分由红外发射二极管、红外接收管，信号转换模块、处理模块、输出模块和逻辑运算模块组成。系统为高精度光电角度传感器提供所需电源，经过电阻限流降压后，驱动红外发光二极管向外发光，红外发光管发出的光照射到多层光栅形成的透光和不透光区，形成与输入轴轴角相对应的脉冲光，脉冲光照射在光栅另一侧的红外接收管上，输出相对应的电信号，信号经处理电路整形后输出，发送至逻辑运算部件进行解码。

技术指标

基于光电位移精密测量数字化技术研制出的高精度光电角度传感器相比于市场上同类产品不仅具有更小的产品尺寸、重量，更高的分辨率、精度、可靠性，同时还具有极佳的环境适应性，使得产品更能够适应航空航天严苛的环境适应性要求，如振动、高温、低温、电磁干扰等。同时，产品还可应用于高档数控机床、高精度转台系统等民用领域。产品达到的主要技术指标如下表所示：

技术特点

高精度光电角度传感器的研制采用了光电位移精密测量数字化技术、超精密光学刻蚀技术、超精密机械加工技术、光电耦合与数字电路技术，保障了传感器码盘组件、轴系组件、电路部分设计的顺利进行，同时采用码盘矩阵编码与解码技术、绝对式码盘角度测量技术进一步提高传感器的各项性能指标。

基于光电位移精密测量数字化技术研制的光电角度传感器具有分辨率高、测量范围大和不易受外界特别是电磁的干扰等特性，体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、易于维护等优点。

目前，我国军用、民用高精度光电角度传感器均主要依赖国外进口，其生产企业如海德汉等，因为拥有较强的技术优势，行业垄断地位不容易被撼动。国内企业也因为技术差距较大，开发出高精度产品需要较长时间。与国内同类产品相比，技术开发单位研制的高精度光电角度传感器具有更高的技术性能与可靠性，达到了国内领先水平，打破了国外在高精度传感器领域对我国的技术、贸易封锁，降低了我国检测系统关键功能部件依赖进口的状况，突破了国内高档数控机床、高精度转台研制的技术瓶颈，提高了国内精密机械加工的技术水平，带动了国家科技进步。

技术水平

国内先进

可应用领域和范围

民用领域：高档数控机床、高精度转台的检测系统、地面雷达系统、高精度闭环调速系统、伺服系统等。

军用领域：飞机雷达系统、直升机吊舱、导弹导引头、舰船雷达系统等。

专利状态

已申请专利7项

技术状态

批量生产、成熟应用阶段

合作方式

技术服务

投入需求

200万元

转化周期

5个月

预期效益

基于光电位移精密测量数字化技术的高精度光电角度传感器可广泛应用于高档数控机床、高精度转台的检测系统、地面雷达系统、高精度闭环调速系统、伺服系统等民用领域，可以满足其所需的高性能、高精度、智能化的要求，利用国内的产业资源，打破国外在该领域对我国实施的技术和贸易封锁，提高利润率，促使整体行业的产业升级。

同时，高精度光电角度传感器还采用了超精密光学刻蚀技术、超精密机械加工技术等关键技术，对加工机理、被加工料、加工设备、工艺设备、检测设备和检测技术、工作环境都提出了很高的要求，促进了相关加工行业由传统的劳动密集型向技术密集型转变，实现加工行业的产业升级。

该技术的成功转化预计3年内将达到1亿的销售收入，50%的市场占有率。