CN108917612B - 跟踪式位移传感器及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种跟踪式位移传感器及其测量方法，该跟踪式位移传感器包括：反射镜一，用于接收激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在测量过程中沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；驱动器一，用于带动光电探测器一运动，使得第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；处理***，用于根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角计算出被测物体的位移变化值。本发明可以提高位移传感器的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种跟踪式位移传感器及其测量方法。
背景技术
基于光学三角放大法的位移测量新原理，是在光学三角放大法的基础上，结合三角波光学器件与高精度PSD(Position Seitive Device，位置灵敏探测器，也称位置敏感探测器)实现的。三角波光学器件将线性位移等间隔细分，降低光学器件加工精度与尺寸要求的同时，降低高精度PSD的尺寸要求，在小范围内实现高精度位移测量。基于光学三角放大法的位移测量原理与结构如图1所示，由图1可知，在读数头与三角波光学反射部件发生相对位移后，经过光学三角放大，水平小位移t在光电探测器(PSD)上放大至T，可以将长度测量的精度大大提升。然而现有光学三角放大法的位移传感器的测量放大倍数不仅与PSD入射角有关，还与三角波反射镜的反射面角度有关。同时激光束在PSD的入射角度越大，光斑越大，而光斑越大，则PSD的测量精度降低，且对PSD的长度要求也增加了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以提高测量精度的跟踪式位移传感器及其测量方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种跟踪式位移传感器，包括：
三角波反射镜，包括第一反射面和第二反射面；
激光束一，入射至三角波反射镜的第一反射面；
反射镜一，用于接收激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；
驱动器一，用于带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
所述光电探测器一，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；
处理***，用于根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，计算出被测物体的位移变化值。
作为一种可实施方式，所述三角波反射镜的第一反射面和第二反射面分别与水平面的夹角为150度，激光束一入射至第一反射面的入射角为30度，反射镜一平行于第一反射面。
优选的，上述一种跟踪式位移传感器还包括：
激光束二，入射至三角波反射镜的第一反射面，且激光束一与激光束二分别在第一反射面的初始入射点位置不同；
反射镜二，用于接收激光束二被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；
驱动器二，用于带动光电探测器二运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器二的位置，在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
所述光电探测器二，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；
所述处理***具体用于，根据所述光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值；或者，根据光电探测器二在驱动器二提供的运动方向上的运动距离，光电探测器二在驱动器二提供的运动方向与入射至光电探测器二的激光束的夹角，及驱动器二提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值。
另一方面，本实施例中还提供了一种上述跟踪式位移传感器的测量方法，包括以下步骤：
将被测物体固定在三角波反射镜或读数头上；
调整激光束一、三角波反射镜、光电探测器一、反射镜一的位置关系，使得反射镜一接收到激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面，且光电探测器一能够接收到三角波反射镜的第二反射面反射的激光束；
发射激光束一，所述激光束一先后经过所述三角波反射镜的第一反射面、反射镜一、第二反射面后,被光电探测器一探测到反射激光束的初始位置；
被测物***移，在位移过程中，驱动器一带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
处理***根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，获得被测物体的位移值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明一种跟踪式位移传感器，一方面，通过反射镜的设置，可以使得位移前后的激光沿相同的路径入射至光电探测器，即位移测量的放大倍数与三角波的反射面的角度无关，因此可以不受反射面的角度限制而降低对放大倍数的影响，换言之可以增大放大倍数，且放大倍数与激光入射光电探测器的角度无关，因此可以提高跟踪式位移传感器的测量精度；另一方面，驱动器一的设置可以使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置一直保持不变，也就是不存在光斑变化的情况，即避免了光斑增大对测量精度及放大倍数的影响，进一步提高了跟踪式位移传感器的测量精度，增大了其放大倍数。
本发明提供的一种跟踪式位移传感器，通过两组光电探测***(即光电探测器、激光束、驱动器、反射镜组成的***)的设置，可以实现当其中一组光电探测***不能测量位移时可以转至另一种***进行测量，即实现位移连续测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。
图1所示为现有技术中位移传感器的位移测量原理示意图。
图2所示为实施例1提供的一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。
图3所示为实施例1提供的另一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。
图4所示为实施例1提供的又一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。
图5所示为实施例2提供的一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。
图6、图7分别为图2所示跟踪式位移传感器沿不同方向位移时入射点在第一反射面的临界点时的光路示意图。
图8所示为实施例1提供的另一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。
图9所示为一种可实现光路一致的各部件布置示意图。
图10所示为位移计算公式原理示意图。
图中标号说明：
激光源一1，激光源二2，激光束一3，激光束二4，三角波反射镜5，壳体6，光电探测器一7，光电探测器二8，反射镜一9，驱动器一10，反射镜二11，驱动器二12，第一反射面51，第二反射面52。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
请参阅图2，本实施例中提供了一种跟踪式位移传感器，包括激光源一1，三角波反射镜5，反射镜一9，光电探测器一7，其中，三角波反射镜5包括多个反射面，为了便于理解，本文中将用于接收激光源一(或二)发射的激光束的反射面定义为第一反射面，将用于接收反射镜一(或二)反射的激光束的反射面定义为第二反射面。
本实施例中所述跟踪式位移传感器中：
激光源一1用于发射出激光束一3，并射向三角波反射镜5的第一反射面51；
反射镜一9用于接收激光束一3被三角波反射镜5的第一反射面51反射的激光束，且使该激光束在激光束一3入射至同一个第一反射面51的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜5的第二反射面52；
驱动器一10，用于带动光电探测器一7运动，使得三角波反射镜5的第二反射面52反射的激光束入射至光电探测器一7的位置在激光束一3入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
光电探测器一7，用于接收三角波反射镜5的第二反射面52反射后的激光束，并测量其入射位置；
处理***，用于根据光电探测器一7在驱动器一10提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一7在驱动器一10提供的运动方向与入射至光电探测器一7的激光束的夹角，及驱动器一10提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，计算出被测物体的位移变化值。所述处理***可以是元器件构成的运算电路，基于不同的实现方式有不同的电路结构，但是本领域技术人员根据处理***的计算过程可以很容易地实现该运算电路，故此处不再给出具体的运算电路图；处理***也可以是集成了运算电路的处理器，例如STM32单片机。
如图2所示，设驱动器一10提供的运动方向与入射至光电探测器一7的激光束的夹角为θ，光电探测器一7在驱动器一10提供的运动方向上的运动距离为Y，被测物体的位移为X，则本实施例中图2所示跟踪式位移传感器的位移放大倍数为θ角在装配时已确定，因此由测量得到的Y值即可计算出被测物体的位移变化值X。针对于一般情况，例如图9所示的位置关系，计算过程根据三角几何关系即可获得，如图10所示，θ为入射至光电探测器一7的激光束与光电探测器一7的夹角，δ为光电探测器一7与被测物体移动方向的锐角夹角。
本实施例中所述跟踪式位移传感器，一方面，通过反射镜的设置，可以使得位移前后的激光沿相同的路径入射至光电探测器，即位移测量的放大倍数可以不受反射面的角度影响，提高跟踪式位移传感器的测量精度；另一方面，驱动器一的设置可以使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置一直保持不变，也就是不存在光斑变化的情况，即避免了光斑增大对测量精度及放大倍数的影响，进一步提高了跟踪式位移传感器的测量精度，增大了其放大倍数。
为了保障跟踪式位移传感器的放大性能，入射至光电探测器一7的激光束与光电探测器一7的夹角宜小于45度。
如图2所示，光电探测器一7采用PSD，位移前的激光束一3用实线表示，位移后的激光束一3用虚线表示，激光束一3的传输路径如下：
位移前，激光源一1发射激光束一3至三角波反射镜5的第一反射面51，三角波反射镜5的第一反射面51将激光束一3反射至反射镜一9，反射镜一9将第一反射面51反射的激光束反射至第二反射面52，第二反射面52再将入射激光束反射至光电探测器一7，光电探测器一7接收第二反射面52反射的激光束，并测量出入射位置。
位移后(图2中展示为向左位移，位移时激光源一1、反射镜一9、驱动器一10和光电探测器一7同步向左位移)，激光源一1发射激光束一3至三角波反射镜5的第一反射面51(相比于位移前的同一个反射面的另一个位置点)，三角波反射镜5的第一反射面51将激光束一3反射至反射镜一9，反射镜一9将第一反射面51反射的激光沿位移前相同的路径反射至第二反射面52，第二反射面52再将入射激光束沿位移前相同的路径反射至光电探测器一7，且入射位置同位移前的入射位置，在测量过程中一直保持不变，光电探测器一7接收第二反射面52反射的激光束，并测量出入射位置。
为了实现反射镜一9反射的激光束在位移前后沿同一路径反射至三角波反射镜5的第二反射面52，如图9所示，可以通过如下方式实现：反射镜一平行于第一反射面，平行于第二反射面，激光束一与第一反射面的锐角夹角等于两倍第一反射面与水平面的夹角，即图9中标示的角度1等于角度2。
例如作为一种较优的可实施方式，如图2所示，三角波反射镜5的第一反射面51和第二反射面52分别与水平面的夹角为150度(仅以水平向右为正方向且沿逆时针方向旋转为例)，激光源一1发射的激光束一3入射至第一反射面51的入射角为30度，反射镜一9平行于第一反射面51。在保障反射镜一9使得激光源一1发射的激光束一3入射至同一个第一反射面的测量过程中,发射的激光束一3沿同一路径反射至三角波反射镜5的第二反射面52的情况下，也可以有其他不同的设置方式。
三角波也并非一定需要等腰三角波，即形成三角波的两个反射面与水平面的锐角夹角可以相等，也可以不相等。例如图2-4所示，本实施例中提供的一种跟踪式位移传感器中，对于三角波反射镜5，在满足第一反射面51平行于第二反射面52的条件下，其具体结构没有限制，即对于形成三角波的两个反射面的夹角没有限制，例如图2中所示为两个反射面的夹角为120度；又例如图3所示为两个反射面的夹角为90度；又例如图4所示为两个反射面的夹角为60度。
可以参阅图2，上述跟踪式位移传感器还可以包括壳体6，激光源一1、反射镜一9、驱动器一10和光电探测器一7均固定设置于壳体6内，组成读数头，激光源一1发射的激光束一3及其反射光束均可以通过读数头的收发端面。激光源一1、反射镜一9、驱动器一10和光电探测器一7均固定设置于壳体6内，可以保持相互之间的位置固定，也可以保障四者保持同步位移。
测量时，可以根据实际应用情况，采用将三角波反射镜5固定在被测物体上，读数头保持固定不动，被测物体发生位移时，三角波反射镜5与读数头发生相对运动，读数头可以测量得到三角波反射镜5即被测物体的位移值；此过程中，驱动器一10和光电探测器一7仅有一个方向的运动。作为另一种实施方案，也可以采用将读数头固定在被测物体上，三角波反射镜5保持不动，被测物体发生位移带动读数头运动，读数头与三角波反射镜5发生相对位移，读数头可以测得读数头与三角波反射镜5之间的相对位移，进而得到被测物体的位移值；此过程中，驱动器一10和光电探测器一7存在两个方向上的运动，如图2所示，一个是水平向左移动，另一个是倾斜向下运动，以保障第二反射面52反射的激光束始终保持同一位置入射至光电探测器一7。容易理解的，处理***计算所涉及的光电探测器一的运动方向是指驱动器一10带动光电探测器一7单独运动的方向，或者理解为驱动器一10提供的运动方向。
测量选择三角波反射镜5或者读数头来固定在被测物体上，提高了测量便利性。
驱动器一10可以采用压电陶瓷电机，通过压电陶瓷电机可以实现精密的直线运动。
请参阅图6-7，仅以图2为例，在被测物体逐渐向左移动过程中，当激光束一3在位移前入射至第一反射面51的临界点附近时，可能会出现激光束一3在位移前入射至一个第一反射面51，在位移后入射至另一个第一反射面51，此时驱动器一10已经移动到行程的极限位置，为了实现连续测量，光电探测器一7需要复位到复位位置，如图7所示，以便接收到位移后的激光束一3。即是说驱动器一10在运动到行程极限时需要回位到复位位置，复位位置在驱动器一10沿两个方向(向左和向右)运动的整个行程的中间位置。
如图6-8所示，当采用一个光电探测器一7时，光电探测器一7的整个行程较长，对空间要求大，即使得传感器的体积较大。为了缩短光电探测器一7的行程，减小传感器尺寸，可以采用如图8所示的结构，即光电探测器一为两个，均与驱动器一10连接，驱动器一10带动两个光电探测器一7同时运动，一个光电探测器一7用于进行向左移动时的位移测量，另一个光电探测器一7用于进行向右移动时的位移测量。此结构中驱动器一10的行程可减小一半，驱动器一10运动到极限位置后即可回位到复位位置，复位位置为单运动方向的初始位置。
应用上述跟踪式位移传感器进行位移测量时，其步骤如下：
步骤一，将被测物体固定在三角波反射镜或读数头上；
步骤二，调整激光束一、三角波反射镜、光电探测器一、反射镜一的位置关系，使得反射镜一接收到激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面，且光电探测器一能够接收到三角波反射镜的第二反射面反射的激光束；
步骤三，发射激光束一，所述激光束一先后经过所述三角波反射镜的第一反射面、反射镜一、第二反射面后,被光电探测器一探测到反射激光束的初始位置；
步骤四，被测物***移，在位移过程中，驱动器一沿导轨运动，运动时带动光电探测器一一起运动，且运动使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
步骤五，处理***根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一10提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，获得被测物体的位移值。
实施例2
可以参阅图5，与实施例1中所述的跟踪式位移传感器相比，本实施例中提供的跟踪式位移传感器还包括激光束二4，入射至三角波反射镜5的另一个第一反射面51；以及以下部件：
反射镜二11，用于接收激光束二4被三角波反射镜5的所述另一个第一反射面51反射的激光束，且使该激光束在激光束二4入射至同一个所述另一个第一反射面51的测量过程中沿同一路径反射至三角波反射镜5的另一个第二反射面52；
驱动器二12，用于带动光电探测器二8运动，使得三角波反射镜5的所述另一个第二反射面52反射的激光束入射至光电探测器二8的位置，在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
光电探测器二8，用于接收三角波反射镜5的所述另一个第二反射面52反射的激光束，并测量其入射位置；
本实施例所述的跟踪式位移传感器中，所述处理***则是根据光电探测器一7在驱动器一10提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一7在驱动器一10提供的运动方向与入射至光电探测器一7的激光束的夹角及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值；或者根据光电探测器二8在驱动器二12提供的运动方向上的运动距离，光电探测器二8在驱动器二12提供的运动方向与入射至光电探测器二8的激光束的夹角及驱动器二提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值。
本实施例中所述的跟踪式位移传感器可以实现连续位移测量。具体的，可以选用两个激光束之一来测量，当其中一个激光束反射点位于反射面的某些位置，如反射面的顶端、两个反射面的交线位置等，对应光电探测器的长度又有限，因此可能无法反射到对应光电探测器，该光电探测器就无法计算出其位移值，另一个激光束反射点位于另一个反射面的其他位置，可反射到对应光电探测器并可以进行换算测量，能够实现被测物体移动的每一刻，三角波反射镜5上各第二反射面52所反射的激光束中至少有一条可以反射到对应的光电探测器，此时处理***可以来回切换计算两个光电探测器的反射激光束位置变化，进行叠加累计，以实现对被测物***移一次性变化或连续增量式位移变化的测量，其测量方法简单、可靠，操作方便，并且能够提高测量精度。
如图5所示，激光束一3、激光束二4分别通过激光源一1和激光源二2发射得到。
两套测量***可以均设置于一个壳体内组成一个读数头，也可以两套测量***分别设置于一个壳体内，分别组成两个读数头。具体的，激光源一、激光源二、反射镜一、反射镜二、驱动器一、驱动器二、光电探测器一和光电探测器二均固定设置于一个壳体内，组成一个读数头。或者，激光源一、反射镜一、驱动器一和光电探测器一均固定设置于一个壳体内，组成一个读数头，激光源二、反射镜二、驱动器二和光电探测器二均固定设置于另一个壳体内，组成另一个读数头。
容易理解的，本实施例中，设置激光源一和激光源二的目的是避免其中一组光电探测器(一和二)接收不到激光束时，可以通过另一组光电探测器接收激光束，实现位移测量，因此除了如图5所示的设置方式外，还可以有其他设置方式，只要激光源一与激光源二错开设置，使得激光束一和激光束二分别在第一反射面的初始入射点位置不同即可，例如激光束二也可以入射至处于激光束一入射的第一反射面同侧的另一个第一反射面，还可以入射至激光束一所入射的同一个反射面，但是入射点位置不同。
光电探测器一(或二)可以采用位置敏感探测器PSD，也可以采用例如四象限光电探测器。
应用本实施例中的跟踪式位移传感器进行位移测量时，其步骤如下：
步骤一，将被测物体固定在三角波反射镜或读数头上；
步骤二，调整激光束一、三角波反射镜、光电探测器一、反射镜一的位置关系，使得反射镜一接收到激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面，且光电探测器一能够接收到三角波反射镜的第二反射面反射的激光束；调整激光束二、三角波反射镜、光电探测器二、反射镜二的位置关系，使得反射镜二接收到激光束二被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且该激光束在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面，且光电探测器二能够接收到三角波反射镜的第二反射面反射的激光束；
步骤三，发射激光束一，所述激光束一先后经过所述三角波反射镜的第一反射面、反射镜一、第二反射面后,被光电探测器一探测到反射激光束的初始位置；或者，发射激光束二，所述激光束二先后经过所述三角波反射镜的第一反射面、反射镜二、第二反射面后,被光电探测器二探测到反射激光束的初始位置；
步骤四，被测物***移，在位移过程中，驱动器一带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变，或者，驱动器二带动光电探测器二运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器二的位置，在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
步骤五，处理***根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，获得被测物体的位移值；或者根据光电探测器二在驱动器二提供的运动方向上的运动距离，光电探测器二在驱动器二提供的运动方向与入射至光电探测器二的激光束的夹角，及驱动器二提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，获得被测物体的位移值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种跟踪式位移传感器，其特征在于，包括：
三角波反射镜，包括第一反射面和第二反射面；
激光束一，入射至三角波反射镜的第一反射面；
反射镜一，用于接收激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；
驱动器一，用于带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
所述光电探测器一，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；
处理***，用于根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离Y，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角θ，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角δ，计算出被测物体的位移变化值X，
2.根据权利要求1所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，反射镜一平行于第一反射面，同时平行于第二反射面，激光束一与第一反射面的锐角夹角等于两倍第一反射面与水平面的夹角。
3.根据权利要求2所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，所述三角波反射镜的第一反射面和第二反射面分别与水平面的夹角为150度，激光束一入射至第一反射面的入射角为30度。
4.根据权利要求1所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，所述光电探测器一为两个，驱动器一带动两个光电探测器一同时运动，且两个光电探测器一其中一个用于进行向左移动时的位移测量，另一个光电探测器一用于进行向右移动时的位移测量。
5.根据权利要求1所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，还包括壳体，激光束一由激光源一发射得到，激光源一、反射镜一、驱动器一和光电探测器一均固定设置于壳体内，组成读数头。
6.根据权利要求1-3任一所述的跟踪式位移传感器，其特征在于，还包括：
激光束二，入射至三角波反射镜的第一反射面，且激光束一与激光束二分别在第一反射面的初始入射点位置不同；
反射镜二，用于接收激光束二被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；
驱动器二，用于带动光电探测器二运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器二的位置，在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
所述光电探测器二，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；
所述处理***具体用于，根据所述光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值；或者，根据光电探测器二在驱动器二提供的运动方向上的运动距离，光电探测器二在驱动器二提供的运动方向与入射至光电探测器二的激光束的夹角，及驱动器二提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值。
7.根据权利要求6所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，激光束一和激光束二均入射至三角波反射镜的同一个第一反射面，或者，激光束一和激光束二分别入射至三角波反射镜的两个不同的第一反射面。
8.根据权利要求6所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，还包括壳体，所述激光束一和激光束二分别通过激光源一、激光源二发射得到，激光源一、激光源二、反射镜一、反射镜二、驱动器一、驱动器二、光电探测器一和光电探测器二均固定设置于壳体内，组成读数头；或者，
还包括两个壳体，所述激光束一和激光束二分别通过激光源一、激光源二发射得到，激光源一、反射镜一、驱动器一和光电探测器一均固定设置于一个壳体内，组成一个读数头，激光源二、反射镜二、驱动器二和光电探测器二均固定设置于另一个壳体内，组成另一个读数头。
9.权利要求1-5任一所述的跟踪式位移传感器的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
将被测物体固定在三角波反射镜或读数头上；
调整激光束一、三角波反射镜、光电探测器一、反射镜一的位置关系，使得反射镜一接收到激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面，且光电探测器一能够接收到三角波反射镜的第二反射面反射的激光束；
发射激光束一，所述激光束一先后经过所述三角波反射镜的第一反射面、反射镜一、第二反射面后,被光电探测器一探测到反射激光束的初始位置；
被测物***移，在位移过程中，驱动器一带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
处理***根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，获得被测物体的位移值。
10.权利要求6-8任一所述的跟踪式位移传感器的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
将被测物体固定在三角波反射镜或读数头上；
调整激光束一、三角波反射镜、光电探测器一、反射镜一的位置关系，使得反射镜一接收到激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面，且光电探测器一能够接收到三角波反射镜的第二反射面反射的激光束；调整激光束二、三角波反射镜、光电探测器二、反射镜二的位置关系，使得反射镜二接收到激光束二被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且该激光束在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面，且光电探测器二能够接收到三角波反射镜的第二反射面反射的激光束；
发射激光束一，所述激光束一先后经过所述三角波反射镜的第一反射面、反射镜一、第二反射面后,被光电探测器一探测到反射激光束的初始位置；或者，发射激光束二，所述激光束二先后经过所述三角波反射镜的第一反射面、反射镜二、第二反射面后,被光电探测器二探测到反射激光束的初始位置；
被测物***移，在位移过程中，驱动器一带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变，或者，驱动器二带动光电探测器二运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器二的位置，在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；
处理***根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，获得被测物体的位移值；或者根据光电探测器二在驱动器二提供的运动方向上的运动距离，光电探测器二在驱动器二提供的运动方向与入射至光电探测器二的激光束的夹角，及驱动器二提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，获得被测物体的位移值。
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