專利名稱：立式直線位移傳感器標(biāo)定／校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種立式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國對(duì)各類航天器、飛行器、艦船研制需求的增加，位移傳感器在大型試驗(yàn)中的運(yùn)用量越來越大，其作為獲得試驗(yàn)位移信息的重要感知檢測(cè)手段，由于沒有統(tǒng)一的校準(zhǔn)規(guī)范和校準(zhǔn)裝置，因此在工作中很難做到量值的準(zhǔn)確，一般是采用通用測(cè)長(zhǎng)量具測(cè)量位移傳感器的探頭位移量并與輸出信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，校準(zhǔn)人員的工作難度較大，并且耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，同時(shí)大量的人工操作使得可靠性和數(shù)據(jù)質(zhì)量難以得到保障。目前一些科研院所根據(jù)位移傳感器的工作特點(diǎn)結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出臥式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)設(shè)備，其采用絲桿產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，缺點(diǎn)是在直線運(yùn)動(dòng)過程中存在著彈性變形、摩擦、反向間隙等不足，使得直線位移量的重復(fù)定位精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性較低，影響位移傳感器的校準(zhǔn) 精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精確高、穩(wěn)定好的立式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置包括主支架、傳感器安裝平臺(tái)、底座、精密導(dǎo)軌、直線電機(jī)桿、直線電機(jī)、光柵尺、光柵讀數(shù)頭、移動(dòng)臺(tái)、導(dǎo)軌和配重塊；被校準(zhǔn)位移傳感器安裝在標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置頂部的傳感器安裝平臺(tái)上，主支架為工字鋼結(jié)構(gòu)，主支架的底部固定在底座上，主支架的頂部與安裝平臺(tái)相連；精密導(dǎo)軌、直線電機(jī)桿、光柵尺三者平行安裝在主支架正面，直線電機(jī)穿過直線電機(jī)桿固定在精密導(dǎo)軌上，光柵讀數(shù)頭和移動(dòng)臺(tái)與直線電機(jī)固定在一起，主支架的背面安裝導(dǎo)軌和配重塊，配重塊通過鋼絲與直線電機(jī)相連，主支架周圍安裝蓋板。所述的移動(dòng)臺(tái)的最大位移量為1020mm，主支架8高為1300mm。所述的直線電機(jī)的控制電纜、光柵讀數(shù)頭信號(hào)線通過主支架底部進(jìn)入到電器柜中。所述的標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置的周圍安裝環(huán)型扶手。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是本實(shí)用新型技術(shù)方案基于系統(tǒng)模塊化、集成化考慮將直線裝置分為機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和數(shù)據(jù)采集控制兩部分，機(jī)械結(jié)構(gòu)部分創(chuàng)造性的采用立式設(shè)計(jì)，并首次引入直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與現(xiàn)有位移傳感器校準(zhǔn)設(shè)備相t匕，有效的減小占地面積，降低系統(tǒng)重量，提高裝置的移動(dòng)性能。創(chuàng)造性的將被校傳感器安裝在裝置頂部，移動(dòng)臺(tái)為上下運(yùn)動(dòng)方式，首次實(shí)現(xiàn)了多只(一般同時(shí)安裝4只傳感器)測(cè)量范圍相同的位移傳感器一次校準(zhǔn)完成，提高了工作效率；在直線裝置周圍還設(shè)計(jì)了環(huán)型扶手用于在工作中對(duì)人員安全起到防護(hù)作用和方便裝置的移動(dòng)。數(shù)據(jù)采集控制部分采用PXI總線結(jié)構(gòu)，提高了可靠性、抗干擾性和可維護(hù)性。本實(shí)用新型滿足了測(cè)量量程為50mm IOOOmm且精度低于0. I % F. S的位移傳感器校準(zhǔn)，并在位移傳感器校準(zhǔn)時(shí)操作簡(jiǎn)單、方便、校準(zhǔn)速度快，較好地解決了位移傳感器校準(zhǔn)過程中標(biāo)準(zhǔn)位移量的高精度測(cè)量及精確重復(fù)定位的問題，解決了由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件磨損所帶來的誤差變化，提高了系統(tǒng)長(zhǎng)期工作的可靠性，大大減輕校準(zhǔn)人員工作強(qiáng)度，降低外界環(huán)境對(duì)校準(zhǔn)的影響，從而實(shí)現(xiàn)了高精度位移傳感器的快速校準(zhǔn)。

圖I是本實(shí)用新型的組成框圖；圖2是本實(shí)用新型正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型背面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和數(shù)據(jù)采集控制兩部分組成見圖1，機(jī)械結(jié)構(gòu)部分采用立式設(shè)計(jì)，將結(jié)構(gòu)支架、導(dǎo)軌、直線電機(jī)、光柵尺垂直安裝，因直線電機(jī)不同于傳統(tǒng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式，其可以直接實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，因而省去了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，讓系統(tǒng)機(jī)械部件最簡(jiǎn)單化，從而減少了機(jī)械故障，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。在校準(zhǔn)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中由驅(qū)動(dòng)器的編碼器反饋直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)位置實(shí)現(xiàn)快速定位，并采用高精度光柵尺作位移測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)得到系統(tǒng)精確的位移量值，同時(shí)由于直線電機(jī)直接實(shí)現(xiàn)了直線運(yùn)動(dòng)，因此整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)不需要傳動(dòng)部件，也就解決了機(jī)械傳動(dòng)部件磨損的問題，提高了標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定性；在標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置周圍還設(shè)計(jì)安裝了環(huán)型扶手用于在工作中起到對(duì)人員安全的防護(hù)和方便移動(dòng)的作用。以下將結(jié)合圖2、圖3對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明在標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置設(shè)計(jì)中為操作方便，傳感器安裝平臺(tái)I設(shè)計(jì)在裝置的頂部，并可以實(shí)現(xiàn)多只位移傳感器一次安裝到位；主支架8高為1300_，設(shè)計(jì)成工字鋼結(jié)構(gòu)，正面進(jìn)行精磨加工處理，底部固定在底座10上，頂部與安裝平臺(tái)I相連；精密導(dǎo)軌5、直線電機(jī)桿6、光柵尺2安裝在主支架8上，并保證三者平行，直線電機(jī)7穿過直線電機(jī)桿6固定在精密導(dǎo)軌5上，其最大位移量為1020mm ;光柵讀數(shù)頭3、移動(dòng)臺(tái)4與直線電機(jī)7固定在一起，電機(jī)控制電纜、光柵讀數(shù)頭信號(hào)線通過主支架底部進(jìn)入到電器柜13中；在主支架8的背面安裝導(dǎo)軌11和配重塊12，配重塊12通過鋼絲與直線電機(jī)7相連，起到平衡直線電機(jī)7、移動(dòng)臺(tái)4、光柵讀數(shù)頭3的重量的作用。在主支架8周圍安裝蓋板對(duì)電機(jī)、光柵尺等部件起防護(hù)作用，在標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置周圍安裝環(huán)型扶手9方便裝置的移動(dòng)并起到在工作中對(duì)人員安全的防護(hù)作用。在標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置工作時(shí)，將數(shù)據(jù)采集控制部分用USB連線與電器柜13連接，被校準(zhǔn)位移傳感器垂直固定在安裝平臺(tái)I上，并調(diào)整好位移傳感器的位置，位移傳感器的信號(hào)線直接連接到數(shù)據(jù)采集控制部分的電源模塊和數(shù)字多用表模塊的輸入端，啟動(dòng)標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置后首先手動(dòng)控制移動(dòng)臺(tái)4的運(yùn)動(dòng)，找到被校準(zhǔn)位移傳感器的零點(diǎn)位置，然后設(shè)定系統(tǒng)校準(zhǔn)參數(shù)，標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置自動(dòng)運(yùn)行并完成位移傳感器的校準(zhǔn)。標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置的主要技術(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍1000mm系統(tǒng)誤差小于20 iim[0018]線性度0.002%電壓測(cè)量精度0.005 %校準(zhǔn)傳感器數(shù)量4只。
權(quán)利要求1.一種立式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置，其特征是標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置包括主支架(8)、傳感器安裝平臺(tái)(I)、底座(10)、精密導(dǎo)軌(5)、直線電機(jī)桿￠)、直線電機(jī)(7)、光柵尺(2)、光柵讀數(shù)頭(3)、移動(dòng)臺(tái)(4)、導(dǎo)軌(11)和配重塊(12)，被校準(zhǔn)位移傳感器安裝在傳感器安裝平臺(tái)(I)上，主支架(8)為工字鋼結(jié)構(gòu)，主支架(8)的底部固定在底座(10)上，主支架⑶的頂部與傳感器安裝平臺(tái)⑴相連；精密導(dǎo)軌(5)、直線電機(jī)桿(6)、光柵尺⑵三者相互平行安裝在主支架(8)的正面，直線電機(jī)(7)穿過直線電機(jī)桿(6)固定在精密導(dǎo)軌(5)上，光柵讀數(shù)頭(3)與移動(dòng)臺(tái)(4)固定在一起，移動(dòng)臺(tái)(4)直接連接在直線電機(jī)(7)上，主支架(8)的背面安裝導(dǎo)軌(11)，配重塊(12)安裝在導(dǎo)軌(1 1)上，配重塊(12)通過鋼絲與直線電機(jī)(7)相連，主支架⑶周圍安裝蓋板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種立式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置，其特征是所述的移動(dòng)臺(tái)(4)的最大位移量為1020mm，主支架(8)高為1300mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種立式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置，其特征是所述的直線電機(jī)(7)的控制電纜、光柵讀數(shù)頭信號(hào)線通過主支架(8)的底部進(jìn)入到電器柜(13)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種立式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置，其特征是所述的標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置的周圍安裝環(huán)型扶手(9)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種立式直線位移傳感器標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置。標(biāo)定/校準(zhǔn)裝置包括主支架、傳感器安裝平臺(tái)、底座、精密導(dǎo)軌、直線電機(jī)桿、直線電機(jī)、光柵尺、光柵讀數(shù)頭、移動(dòng)臺(tái)、導(dǎo)軌和配重塊。本實(shí)用新型滿足了測(cè)量量程為50mm～1000mm及精度低于0.1％F.S的位移傳感器的校準(zhǔn)，并在位移傳感器校準(zhǔn)時(shí)操作簡(jiǎn)單、方便、校準(zhǔn)速度快，較好地解決了位移傳感器校準(zhǔn)過程中標(biāo)準(zhǔn)位移值的高精度測(cè)量及精確重復(fù)定位的問題，并解決了由機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件磨損所帶來的誤差變化，提高了系統(tǒng)長(zhǎng)期工作的可靠性，大大減輕了校準(zhǔn)人員的工作強(qiáng)度，降低了外界環(huán)境對(duì)校準(zhǔn)的影響，從而實(shí)現(xiàn)了高精度位移傳感器的快速校準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01B21/02GK202501835SQ201220099130
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者劉欣, 葉偉堅(jiān), 唐杲, 王德兵, 蔣成, 黃進(jìn) 申請(qǐng)人:成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所