光电传感器小角度切线位移的数值读取常采用光电检测方法，其光学系统分为以下几类：显微放大系统、准直（望远）系统、三角测量系统、光纤传输系统。
显微放大系统的检测方式为：光源发出的光经过分光棱镜、聚光透镜，聚集成一个直径在1 mm 以下的光点，射到被测物体表面上，通过探测反射光强的变化检测法线的偏角。这种方式存在的问题是，光能利用率低、发热大、结构复杂，但安装调整比较方便，可满足微弱信号要求。
准直（望远）系统的检测方式为：光源发出的光经过准直、分光棱镜，射到被测物体表面，反射光经过分光棱镜直接进入光电传感器。准直式的光斑相对比较大，反射光的发散角比较大，影响精度。因为光路中存在分光棱镜，光能损耗较大，总体利用效率比较低。另外，准直式传感器结构复杂，体积也比较大，但安装调整比较方便。
三角测量系统的检测方式为：从光源发射出来的光直接照射在被测物体表面，光电传感器接收反射回来的光。光源、光电传感器、反射面，三者呈三角形构造。这种方式最大的优点是光能利用率高，精心调整反射角，光能利用率能达到90%以上。另外，它的结构比较简单，所需元件很少，可靠性比较高。但是光路不可能以垂直的角度入射到外凸形被测物体表面，即使发出的光斑的圆度很好，照到外凸形表面上的光斑也是个椭圆，因而信号质量差，零位噪声大。
光纤方式的传感器利用光纤的传光功能，把激光二极管发出的光耦合进入光纤中，光纤的另一端靠近被测物体表面，传输光源能量的光纤在中间，周围分布着接收反射光的光纤。光纤直径小，一般只有几百微米，易实现传感器的微型化；光纤测角系统结构比较简单，传感器可以固定在金属套中，安装和调整相对比较容易。
光电传感器测量系统主要是通过测量光电传感器相对于光轴的位移量来进行测量角度的，按对位移量的测量方式来分，小角度测量系统有以下几种：振幅能量式、振幅相位式和振幅频率式检测方法。(www.xing528.com)
振幅能量式：利用角位移带来的光束能量偏差，探测器通过检测能量的变化检测位移。这种方法一般通过在物体表面上极点的一侧刻以矩形图谱来实现。
振幅相位式：将角位移带来的光斑位移，转换为输出信号的振幅和相位信息。这种方法一般通过在物体表面上刻以锯齿形图谱来实现，刻线比较复杂。
振幅频率式：将角位移带来的光斑位移信息，转换为输出信号的振幅和频率信息。这种方法在被测物表面刻的图案为两个反差度很高的光栅，其周期不同。
以上对光电传感器测量方法进行了分类，实际上光电传感器是不同类型的组合。
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