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CN103630099A - 直线位移传感器自动化校准装置 - Google Patents

直线位移传感器自动化校准装置 Download PDF

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Abstract

本发明线公开了一种直线位移传感器自动化校准装置，主要包括一基座，双直线导轨、光栅尺、伺服电机、垂直升降装置固定在基座上；滚轴丝杆通过联轴器与伺服电机连接；水平调整装置、通用夹具、锁紧螺母彼此卡扣并与垂直升降装置连接；滑动式激光反射镜支撑架、滑动式激光干涉镜支撑架、滑动式双频激光干涉仪支撑架固定在直线导轨上，其中固定拉杆、激光反射镜、光栅尺读数传感器固定在滑动式反射镜支撑架上，激光干涉镜固定在滑动式干涉镜支撑架，双频激光干涉仪固定在滑动式双频激光干涉仪支撑架上。本发明通过激光校准机构的设置，能够保证校准精度，大大节约了人工与时间成本，提升了校准工作效率。

Description

直线位移传感器自动化校准装置
技术领域
    本发明属于计量检定与校准领域，更具体地涉及拉杆式、拉绳式等多种类型直线位移传感器的自动化检定与校准。
背景技术
直线位移传感器是一种可以将直线机械的位移量转换成电信号的精密测量仪器，被广泛的应用于工业自动化或者建筑桥梁等领域。目前在校准过程中主要存在传统的手动测量费时费力费时间，由于测量方法、人员操作等原因引入的各种测量误差。
专利CN 202501835 U公开了一种立式直线位移传感器标定／校准装置。标定/校准装置包括主支架(8)、传感器安装平台(1)、底座(10)、精密导轨(5)、直线电机杆(6)、直线电机(7)、光栅尺(2)、光栅读数头(3)、移动台(4)、导轨(11)和配重块(12)，被校准位移传感器安装在传感器安装平台(1)上，主支架(8)为工字钢结构，主支架(8)的底部固定在底座(10)上，主支架(8)的顶部与传感器安装平台(1)相连；精密导轨(5)、直线电机杆(6)、光栅尺(2)三者相互平行安装在主支架(8)的正面，直线电机(7)穿过直线电机杆(6)固定在精密导轨(5)上，光栅读数头(3)与移动台(4)固定在一起，移动台(4)直接连接在直线电机(7)上，主支架(8)的背面安装导轨(11)，配重块(12)安装在导轨(11)上，配重块(12)通过钢丝与直线电机(7)相连，主支架(8)周围安装盖板。该专利虽然在位移传感器校准时操作简单、方便、校准速度快，但测量精度不高，误差比较大。
发明内容
1、发明目的。
本发明为了解决现有技术中测量校准的精度不高的问题，而提供一种易操作，省时省力，测量精度高的校准装置。
2、发明所采用的技术方案。
本发明直线位移传感器自动化校准装置，包括基座、双直线导轨、光栅尺、滚珠丝杠、联轴器、伺服电机、垂直升降装置、水平调整装置、通用夹具、锁紧螺母、自动化控制台、控制面板、电子手轮，激光校准机构；激光校准机构包括滑动式激光反射镜支撑架、滑动式激光干涉镜支撑架、滑动式双频激光干涉仪支撑架、固定拉杆、激光反射镜、激光干涉镜、双频激光干涉仪、光栅尺读数传感器；所述的双直线导轨、光栅尺固定在基座上；所述的伺服电机固定于基座的一端，滚珠丝杠通过联轴器与伺服电机连接；所述的垂直升降装置固定在基座的另一端，水平调整装置、通用夹具、锁紧螺母彼此卡扣并与垂直升降装置连接；所述的滑动式激光反射镜支撑架、滑动式激光干涉镜支撑架、滑动式双频激光干涉仪支撑架固定在双直线导轨上，其中固定拉杆、激光反射镜、光栅尺读数传感器固定在滑动式反射镜支撑架上，激光干涉镜固定在滑动式激光干涉镜支撑架，双频激光干涉仪固定在滑动式双频激光干涉仪支撑架上；所述的控制面板、电子手轮装设在自动化控制台上并通过数据线控制伺服电机（6），并显示光栅尺读数传感器（19）传输到控制面板的数据。
3、发明所产生的有益效果。
（1）、本发明的结构设置操作简单；
（2）、通过自动化校准平台的设置，有效地降低校准人员的工作强度；
（3）、本发明通过激光校准机构的设置，避免了由于测量方法、人员操作等原因引入的各种测量误差，能够保证校准精度。
附图说明
图1是本发明线位移传感器自动化校准装置主视图。
图2是本发明线位移传感器自动化校准装置的结构示意图。
图3是本发明线位移传感器自动化校准装置的左视图。
图4是本发明线位移传感器自动化校准装置的俯视图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图作详细说明如下。
实施例1
参见图1、图3和图4，本发明直线位移传感器自动化校准装置，主要用于拉杆式、拉绳式等多种类型直线位移传感器的自动化校准，其整体结构类似于通用的加工数控机床，
本发明的直线位移传感器自动化校准装置，包括基座（1）、双直线导轨（2）、光栅尺（3）、滚珠丝杠（4）、联轴器（5）、伺服电机（6）、垂直升降装置（7）、水平调整装置（8）、通用夹具（9）、锁紧螺母（10）、自动化控制台（14）、控制面板（20）、电子手轮（21），激光校准机构；激光校准机构包括滑动式激光反射镜支撑架（11）、滑动式激光干涉镜支撑架（12）、滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）、固定拉杆（15）、激光反射镜（16）、激光干涉镜（17）、双频激光干涉仪（18）、光栅尺读数传感器（19）；所述的双直线导轨（2）、光栅尺（3）固定在基座（1）上；所述的伺服电机（6）固定于基座的一端，滚珠丝杠（4）通过联轴器（5）与伺服电机（6）连接；所述的垂直升降装置（7）固定在基座（1）的另一端，水平调整装置（8）、通用夹具（9）、锁紧螺母（10）彼此卡扣并与垂直升降装置（7）连接，通用夹具（9）通过螺栓固定在调节平台（26）上，并可以根据被校准线位移传感器的不同型号进行更换；所述的滑动式激光反射镜支撑架（11）、滑动式激光干涉镜支撑架（12）、滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）固定在双直线导轨（2）上，其中固定拉杆（15）、激光反射镜（16）、光栅尺读数传感器（19）固定在滑动式反射镜支撑架（11）上，固定拉杆（15）中心处开设一螺纹孔，将传感器拉绳通过螺钉装载到固定拉杆（15）上。激光干涉镜（17）固定在滑动式激光干涉镜支撑架（12），双频激光干涉仪（18）固定在滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）上；所述的控制面板（20）装设在自动化控制台（14）上并通过数据线控制伺服电机（6），并显示光栅尺读数传感器（19）传输到控制面板的数据。
实施例2
在实施例1的基础上，直线位移传感器自动化校准装置还包括一调节螺栓（22）、一调节螺母（25），所述的调节螺栓（22）固定在所述的滑动式干涉镜支撑架（12）上用于激光干涉镜（17）的调节，调节完毕后通过固定在所述的滑动式干涉镜支撑架（12）上的锁定螺母（23）锁定；所述的调节螺母（25）固定在所述的滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）上，所述的调节螺母（25）固定在所述的滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）上用于双频激光干涉仪（18）的调节，调节完毕后通过固定在所述的滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）上的锁定螺母（24）锁定；所述的锁紧螺母（10）为四个，圆周分布安装在通用夹具（9）上。所述的电子手轮（21）分设三个档位，分设X1档，X10档，X100档，X1档中每旋一格，位移进给0.001mm，X10档中每旋一格，位移进给0.01mm，X100档中每旋一格，位移进给0.1mm。
本发明的工作过程：以1000mm规格的拉线式线位移传感器为例。首先将本装置安放于满足JJF 1305-2011《线位移传感器校准规范》中要求的环境条件的实验室中，进行校准时将被校准传感器安装在通用夹具（9）上，通过调节垂直升降装置（7）、水平调整装置（8）、激光反射镜（16）、激光干涉镜（17）、双频激光干涉仪（18）使得被校准传感器和双频激光干涉仪（18）所发出的光线位移一条直线上，并锁紧各部件，复查一遍是否满足阿贝原则，如果不满足阿贝原则则需要重新调整，如果满足则可以进行校准。
通过控制面板（20）设置相关参数，对1m的拉线式线位移传感器设置间隔100mm的10个点测量，分别为100mm，200mm，300mm----1000mm。自动化控制台（14）接收控制面板（20）发出的指令通过数据线向伺服电机（6）发出操作指令，伺服电机（6）通过联轴器（5）带动滚轴丝杠（4）实现位移100mm，此时被测传感器二次仪表显示数值可能为99.982mm，这时通过电子手轮（21）调节伺服电机（6）运转使被测传感器二次仪表显示数值为100mm，此时双频激光干涉仪所显示数据，如为100.011，则误差为0.011mm。依次测出200mm，300mm，----1000mm误差，以正、反为一个测量循环，共测量三个循环，从而算出基本误差、线性度误差、重复性误差、回程误差、满量程输出和灵敏度。

Claims (7)

1.一种直线位移传感器自动化校准装置，包括基座（1）、双直线导轨（2）、光栅尺（3）、滚珠丝杠（4）、联轴器（5）、伺服电机（6）、垂直升降装置（7）、水平调整装置（8）、通用夹具（9）、锁紧螺母（10）、自动化控制台（14）、控制面板（20）、电子手轮（21），其特征在于：还包括激光校准机构，激光校准机构包括滑动式激光反射镜支撑架（11）、滑动式激光干涉镜支撑架（12）、滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）、固定拉杆（15）、激光反射镜（16）、激光干涉镜（17）、双频激光干涉仪（18）、光栅尺读数传感器（19）；所述的双直线导轨（2）、光栅尺（3）固定在基座（1）上；所述的伺服电机（6）固定于基座的一端，滚珠丝杠（4）通过联轴器（5）与伺服电机（6）连接；所述的垂直升降装置（7）固定在基座（1）的另一端，水平调整装置（8）、通用夹具（9）、锁紧螺母（10）彼此卡扣并与垂直升降装置（7）连接；所述的滑动式激光反射镜支撑架（11）、滑动式激光干涉镜支撑架（12）、滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）固定在双直线导轨（2）上，其中固定拉杆（15）、激光反射镜（16）、光栅尺读数传感器（19）固定在滑动式反射镜支撑架（11）上，激光干涉镜（17）固定在滑动式激光干涉镜支撑架（12），双频激光干涉仪（18）固定在滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）上；所述的控制面板（20）装设在自动化控制台（14）上并通过数据线控制伺服电机（6），并显示光栅尺读数传感器（19）传输到控制面板的数据。
2.根据权利要求1所述的直线位移传感器自动化校准装置，其特征在于：固定拉杆（15）中心处开设一螺纹孔，将传感器拉绳通过螺钉装载到固定拉杆（15）上。
3.根据权利要求1所述的直线位移传感器自动化校准装置，其特征在于：通用夹具（9）通过螺栓固定在调节平台（26）上。
4.根据权利要求1或2所述的直线位移传感器自动化校准装置，其特征在于：还包括一调节螺栓（22），所述的调节螺栓（22）固定在所述的滑动式干涉镜支撑架（12）上通过固定在所述的滑动式干涉镜支撑架（12）上的锁定螺母（23）锁定。
5.根据权利要求4所述的直线位移传感器自动化校准装置，其特征在于：还包括一调节螺母（25），所述的调节螺母（25）固定在所述的滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）上，通过固定在所述的滑动式双频激光干涉仪支撑架（13）上的锁定螺母（24）锁定。
6.根据权利要求1所述的直线位移传感器自动化校准装置，其特征在于：所述的锁紧螺母（10）个数为4，圆周分布安装在通用夹具（9）上。
7.根据权利要求1所述的直线位移传感器自动化校准装置，其特征在于：所述的电子手轮（21）分设三个档位，分设X1档，X10档，X100档，X1档中每旋一格，位移进给0.001mm，X10档中每旋一格，位移进给0.01mm，X100档中每旋一格，位移进给0.1mm。
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