CN101261142B - 全自动电涡流传感器动/静态校验仪 - Google Patents

Abstract

一种全自动电涡流传感器动/静态校验仪，属测量领域。包括静态试盘、静态校验支架、动态校验支架、动态斜盘、主驱动电机和中央控制单元，其特征是设置一带有可移动式导轨扩展架的线性模组，导轨扩展架和线性模组上设置定位档块和非机械接触式定位开关，导轨扩展架上设置静态试盘，校验仪盘面上设置静态校验支架，导轨扩展架上设置动态校验支架，动态校验支架下方，设置动态斜盘和主驱动电机，中央控制单元经步进电机驱动器与步进电机连接，同时经主电机驱动器与主驱动电机连接，非机械接触式定位开关经步进电机控制电路与步进电机驱动器连接，探头经过信号检测采样电路与中央控制单元的外围功能扩展接口电路连接。适于电涡流传感器动、静态校验。

Description

全自动电涡流传感器动/静态校验仪

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种用于电涡流传感器的校验装置。

背景技术

传感器技术在社会发展中的重要作用随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。

电涡流传感器采用的是感应电涡流原理，当带有高频电流的线圈靠近被测金属时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导率、线圈的几何形状、几何尺寸，电流频率等参数有关。

通过电路可将被测金属相对于传感器探头之间的距离变化转换成电压或电流变化。电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量的。

电涡流传感器是一种性能优越的非接触测量用传感器，这种传感器适用于对机械的振动、位移、转速等运行状态直接的在线监测，在大型旋转机械的状态监测中已被广泛采用，它的输出信号中包含着丰富的机组运行状态信息，其与相关设备相连，可实现参数的在线检测和监控，也可用于故障诊断，其体积小，结构紧凑坚固，耐腐蚀、耐湿热，因而被广泛应用于电力、石化、机械等行业，正被广大工程技术人员所熟悉和重视。

作为一种检测用传感器，必定存在校验的问题，通常，对电涡流传感器的校验大致可分为出厂校验(亦称标定)和用户校验，而用户所做的校验通常为定期校验。

这种定期校验，通常是用户利用机械设备的定期检修，对安装在其上的电涡流传感器进行校验。

由于电涡流传感器的工作特点所致，使得绝大多数的用户无法在现场(指用户机械设备的安装地点)对其进行校验，只能将其拆卸下来，送到专门的实验室、仪表校验室或传感器生产厂家进行送检校验，传感器校验的送检校验所需时间长，对于一些大型机组或安装有多个电涡流传感器的用户而言，这是一项十分费时、费力、费资金的工作，而且不能满足快速检修或故障抢修的时间需要，对大型设备或复杂机械的安全、稳定运行带来隐患。

同时，由于电涡流传感器动、静态校验的校验方法、校验装置结构的不同，现有的校验仪大多数功能单一，且现有仪器的原点校正、静态试盘或探头安装架的移动、调节、定位均采用手动方式实现，其测量精度受测量工具(千分尺)和调节方式(手动及靠人眼睛观察)的限制，只能达到毫米级，且误差较大，既增加了校验的所费时间，加大了测试人员的工作量，又不利于各测试校验仪器功能的充分发挥，校验结果精度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动电涡流传感器动/静态校验仪，其使用户在设备安装现场即可完成对电涡流传感器的动、静态校验，整个校验过程全自动进行，无需人工干预，校验结果精度高，测试记录输出直观、方便，完全可满足用户快速检修或故障抢修的时间需要，为大型设备或复杂机械的安全、稳定运行提供了可靠保证，亦有利于减轻测试人员的工作量，提高校验工作效率和校验精度。

本发明的技术方案是：提供一种全自动电涡流传感器动/静态校验仪，包括静态测试单元、动态测试单元和中央控制单元，其静态测试单元至少包括静态标定试件盘和静态校验探头安装支架，其动态测试单元至少包括动态校验探头安装支架、动态斜盘、主驱动电机和主电机驱动器，在静态校验探头安装支架或动态校验探头安装支架上设置被校探头，其中央控制单元带有触摸屏显示单元，其特征是：设置一由步进电机驱动的线性模组，在线性模组上设置受其驱动的可移动式导轨扩展架，在导轨扩展架和线性模组上对应设置定位档块和非机械接触式定位开关；在导轨扩展架上设置静态标定试件盘，在校验仪盘面上设置固定的静态校验探头安装支架；在导轨扩展架上设置动态校验探头安装支架，在动态校验探头安装支架探头安装孔的下方，对应设置动态斜盘、主驱动电机和主电机驱动器；所述中央控制单元的通讯接口经步进电机驱动器与步进电机连接，通讯接口同时经主电机驱动器与主驱动电机连接；所述的非机械接触式定位开关经步进电机控制电路与步进电机驱动器连接；所述的被校探头经过信号检测采样电路与中央控制单元的外围功能扩展接口电路连接。

其线性模组与校验仪盘面平行，设置在校验仪盘面下方。

其导轨扩展架与线性模组的驱动轴之间为蜗轮-蜗杆套件匹配连接。

其非机械接触式定位开关为光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光栅尺定位组件。

其静态校验探头安装支架固定设置在与线性模组轴线平行的方向上，所述静态校验探头安装支架的中心轴线与静态标定试件盘的中心点重合。

其动态斜盘的上端面为一非水平的斜面。

其中央控制单元为嵌入式处理器微计算机电路。

其中央控制单元的通讯接口为RS232C通讯接口。

其触摸屏经过对应的接口电路与嵌入式处理器微计算机电路总线连接。

其中央控制单元集成有可与上位机进行数据交换的数据通讯接口RS232C、USB或Ethernet网络端口。

其外围功能扩展接口电路至少包括步进电机控制、数据采集/转换和A102扩展板侧接口逻辑电路。

本发明还提供了一种上述校验仪的静态测试工作流程，其校验仪至少包括被校探头、前置器、静态标定试件盘、静态校验探头安装支架、由步进电机驱动的线性模组、受其驱动的可移动式导轨扩展架、在导轨扩展架和线性模组上对应设置的定位档块及非机械接触式定位开关和带有触摸屏的中央控制单元，其中，静态标定试件盘设置在导轨扩展架上，静态校验探头安装支架设置在校验仪盘面上，中央控制单元和非机械接触式定位开关经步进电机驱动器与步进电机连接，被校探头经前置器与中央控制单元连接，其静态测试工作流程至少包括：

A、在静态校验探头安装支架上安装好被校探头，并连接好相应的信号连接线；

B、手动调整被校探头使其探头端面与静态标定试件盘表面充分接触；

C、通过触摸屏设置好相邻点位移间距及扫描点数；

D、启动自动静态校验程序；

E、中央控制单元经步进电机驱动器控制步进电机开始运转；

F、步进电机驱动安装有被校探头的静态校验探头安装支架，向探头端面与静态标定试件盘间隙增加的方向移动；

G、中央控制单元检测和记录被校探头的电压输出信号值和位置，根据被校探头输出值的变化，判断其是否进入线性工作区域；

H、若被校探头的输出值进入线性工作区域，进入下一步，否则，重复上述第F、G步骤；

I、记录被校探头的线性起始间隙和在线性工作起始点的线性间隙电压值；

J、根据预先输入的相邻点位移间距及扫描点数，计算步进电机的单步运行步长；

K、中央控制单元按照设定的步长，控制步进电机继续运转，驱动静态校验探头安装支架向探头端面与静态标定试件盘间隙增加的方向移动至下一位移点；

L、记录被校探头在该位移点的线性间隙电压值；

M、中央控制单元自动记录、存储各点的线性间隙电压值；

N、中央控制单元在显示屏上以位移为横坐标，线性间隙电压值为纵坐标，实时绘制、显示被校探头的静态线性特性曲线和/或灵敏度误差曲线，同时将已完成的扫描点数和/或已经完成的测试位移距离的累加；

O、若扫描点数之和和/或总测试位移距离，达到预设定值，进入下一步，否则，重复上述第K、L、M、N步骤；

P、中央控制单元自动计算出探头的线性起始电压、线性起始间隙、灵敏度、灵敏度误差、非线性误差，并输出格式化报表。

本发明还提供了一种上述校验仪的动态测试工作流程，其校验仪至少包括被校探头、前置器、动态校验探头安装支架、动态斜盘、主驱动电机、由步进电机驱动的线性模组、受其驱动的可移动式导轨扩展架、在导轨扩展架和线性模组上对应设置的定位档块及非机械接触式定位开关和带有触摸屏的中央控制单元，其中，动态校验探头安装支架设置在导轨扩展架上，在动态校验探头安装支架探头安装孔的下方，对应设置动态斜盘、其主驱动电机和主电机驱动器，其动态斜盘的上端面为一非水平的斜面，中央控制单元和非机械接触式定位开关经步进电机驱动器与步进电机连接，被校探头经前置器与中央控制单元连接，中央控制单元经主驱动电机驱动电路主驱动电机与主驱动电机连接，其动态测试工作流程至少包括：

A′、在动态校验探头安装支架上安装好被校探头，并连接好相应的信号连接线；

B′、使被校探头与动态斜盘的中心轴线平行；

C′、通过触摸屏选择相应的传感器类型，设置起始转速、升速间隔、最高转速、斜盘径向测试点位移间隔及径向扫描点数、斜盘径向最大位移值；

D′、启动自动动态校验；

E′、中央控制单元按固定转速启动态斜盘转动，检测被校探头的振动峰-峰值输出信号，然后由步进电机驱动器驱动步进电机，控制动态校验探头安装支架向振动峰-峰值减小的方向移动；

F′、当振动峰-峰值达到最小时，判定被校探头对准动态斜盘中心位置，确定此点为径向测试的移动起始零点，自动零点校正结束；

G′、中央控制单元根据斜盘径向位移点间隔，控制步进电机驱动安装有被校探头的动态校验探头安装支架，以前述的移动起始零点为起点，向动态斜盘外缘方向移动一个径向测试点位移间隔，达到首个测试点；

H′、控制主驱动电机至检测初始转速，扫描并记录该转速下被校探头在该测试点的振动峰-峰值；

I′、中央控制单元根据升速间隔，控制主驱动电机升速至下一速度，扫描并记录该转速下被校探头在该测试点的振动峰-峰值；

J′、重复上述第I′步步骤，直至主驱动电机升速至最高预定转速；

K′、中央控制单元控制步进电机驱动动态校验探头安装支架，向动态标定试件盘外缘方向再移动一个径向测试点位移间隔，到达下一个位移测试点；

L′、重复上述第H′、I′、J′步步骤，直至主驱动电机在该测试点升速至最高预定转速；

M′、重复上述第G′、H′、I′、J′、K′、L′步步骤，直至径向位移扫描点数达到设定值；

N′、在上述步骤过程中，通过显示屏实时显示当前被校探头与动态斜盘中心的位置、动态斜盘当前转速、振动频率、振动峰-峰值等数据和振动动态波形图；

O′、扫描完毕后，中央控制单元自动绘制被校探头每一设定径向位移间隔点的频率特性曲线，对频率特性曲线进行存储并输出，将标准和被校探头的对应值制表存储并输出格式化报表。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.设置由步进电机驱动的线性模组构成的执行机构单元和由非机械接触式定位开关构成的原点定位单元，使得原点定位自动化，无需人工干预，测试记录输出直观、方便，完全可满足用户的需要；

2.将动、静态校验中的移动部件(静态标定试件盘和动态校验探头安装支架)设置在线性模组上的可移动式导轨扩展架，一方面使用户在设备安装现场即可完成对电涡流传感器的动、静态校验，另一方面，与执行机构单元和原点定位单元相结合，实现了整个测试过程的全自动化，校验结果精度大大提高；

3.其控制单元集成有多种数据通讯接口，方便了外部数据交换和/或与上位机之间的数据传输，提高了用户的数据采集和汇总工作效率。

图1至图3是本发明的机械结构示意图；

图4是本发明的电气模块方框图；

图5是其外围功能扩展接口电路实施例的电气模块方框图；

图6是其静态测试工作实施例的流程图；

图7是其动态测试工作实施例的流程图。

图中1为静态标定试件盘，2为静态校验探头安装支架，3为动态校验探头安装支架，4为动态斜盘，5为动态斜盘驱动电机，6为线性模组，6-1为步进电机，6-2为可移动式导轨扩展架，7-1为定位档块，7-2为非机械接触式定位开关，8为被校探头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1至图3中，本发明包括由静态标定试件盘1和静态校验探头安装支架2构成的静态测试单元、由动态校验探头安装支架3、动态斜盘4和动态斜盘驱动电机5构成的动态测试单元，其发明点在于设置了一个由步进电机6-1驱动的线性模组6，在线性模组上设置了一个受其驱动的可移动式导轨扩展架6-2，在导轨扩展架和线性模组上对应设置定位档块7-1和非机械接触式定位开关7-2；在导轨扩展架上设置了静态标定试件盘，在仪表盘面(图中未示出)上设置了固定的静态校验探头安装支架1；在导轨扩展架6-2上设置了动态校验探头安装支架3，在动态校验探头安装支架探头安装孔的下方，对应设置了动态斜盘4和其主驱动电机5。

进一步的，其线性模组与仪表盘面平行，设置在仪表盘面下方。

其导轨扩展架与线性模组的驱动轴之间为蜗轮—蜗杆套件匹配连接。

其非机械接触式定位开关为光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光栅尺定位组件。

其静态校验探头安装支架固定设置在与线性模组轴线平行的方向上，其中心轴线与静态标定试件盘的中心点重合。

其动态斜盘的上端面为一非水平的斜面。

由于采用光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光栅尺定位组件进行精确定位的技术方案为现有技术，其具体结构和工作方式在此不再叙述。

动态斜盘的上端面采用斜面结构，可以更好地模拟实际工作环境，更加真实地检测出待校探头的实际频率响应性能曲线。

由于设置了执行机构单元和原点定位单元，将动、静态校验中的移动部件(静态标定试件盘和动态校验探头安装支架)设置在线性模组上的可移动式导轨扩展架，采用非机械接触式定位开关作为定位装置，实现了高精度的原点定位和原点定位的自动化进行，进而实现了整个测试过程的全自动化，无需人工干预，校验结果精度大大提高亦有利于减轻测试人员的工作量，提高了校验工作效率和校验精度。

经过实际测试，采用了上述技术方案的校验仪，其最小校验位移步长可以达到0.1μm，精度亦可达到0.1μm，比现有技术的毫米级的测量结果，其测量精度有了数量级上“质”的提高。

图4中，在现有电路模块结构的技术上，本装置的电气部分之中央控制单元的通讯接口经步进电机驱动器与步进电机连接，通讯接口同时经主电机驱动器与主驱动电机连接。其非机械接触式定位开关经步进电机控制电路与步进电机驱动器连接。其探头经过信号检测采样电路与中央控制单元的外围功能扩展接口电路连接。

其中央控制单元为嵌入式处理器微计算机电路。

其控制单元的通讯接口为RS232C通讯接口。

其触摸屏经过对应的接口电路与嵌入式微计算机单元总线连接。

其控制单元集成有可与上位机进行数据交换的数据通讯接口RS232C、USB或Ethernet网络端口(图中用“数据通讯接口1”至“数据通讯接口N”表示)。

由于上述各功能性电路和其相互之间的连接方式为现有技术，其具体线路和工作原理在此不再叙述，本领域的技术人员在领会和掌握了本发明的意图和发明点之后，无需经过创造性的劳动，即可容易地再现上述技术方案，实现其技术效果。

由于采用非机械接触式定位开关作为定位装置，且在控制单元集成了多种数据通讯接口，使得原点定位自动化进行，测量精度大大提高，实现了整个测试过程的全自动化，测试记录输出直观、易读，方便了外部数据交换和/或与上位机之间的数据传输，提高了用户数据采集和汇总的工作效率。

图5中，提供了一个本装置外围功能扩展接口电路实施例的电气模块方框图，其外围功能扩展接口电路至少包括步进电机控制、数据采集/转换和A102扩展板侧接口逻辑电路。

由图可见，功能扩展电路板的主要器件选用CPLD以实现步进电机控制脉冲发生器、频率检测逻辑、A/D转换控制和自动数据采样时序逻辑以及A102扩展板侧接口逻辑、数据采样主要器件16位A/D转换器，这样，最大限度的保证采样精度、采样速度和与主控系统之间的数据交换速度。

因上述模块功能电路均为现有技术，本领域的技术人员在领会和掌握了本发明的意图和发明点之后，完全可以不经过创造性的劳动，再现本发明的技术方案，实现其技术效果，故上述模块的具体线路和相互之间的连接关系在此不再叙述。

将嵌入式处理器微计算机电路与功能扩展板设计成独立的两块电路板，两者之间通过A102功能扩展插槽联接，这样可保证不影响电路的数据传输速度和联接可靠性，而且模块化设计有利于电路的安装，调试和维护。

图6中，提供了一个本发明的静态测试工作流程实施例，其至少包括：

A、在静态校验探头安装支架上安装好被校探头，并连接好相应的信号连接线；

B、手动调整被校探头使其探头端面与静态标定试件盘表面充分接触；

C、通过触摸屏设置好相邻点位移间距及扫描点数；

D、启动自动静态校验程序；

E、中央控制单元经步进电机驱动器控制步进电机开始运转；

F、步进电机驱动安装有传感器的静态校验探头安装支架，向探头端面与静态标定试件盘间隙增加的方向移动；

G、中央控制单元检测和记录的电压输出信号值和位置，根据被校探头输出值的变化，判断其是否进入线性工作区域；

H、若被校探头的输出值进入线性工作区域，进入下一步，否则，重复上述第F、G步骤；

I、记录被校探头的线性起始间隙和在线性工作起始点的线性间隙电压值；

J、根据预先输入的相邻点间距及扫描点数，计算步进电机的单步运行步长；

K、中央控制单元按照设定的步长，控制步进电机继续运转，驱动静态校验探头安装支架向探头端面与静态标定试件盘间隙增加的方向移动至下一位移点；

L、记录被校探头在该位移点的线性间隙电压值；

M、中央控制单元自动记录、存储各点的间隙电压值；

N、中央控制单元在显示屏上以位移为横坐标，间隙电压值为纵坐标，实时绘制、显示待校探头的静态线性特性曲线和/或灵敏度误差曲线，同时将已完成的扫描点数和/或已经完成的测试位移距离的累加；

O、若扫描点数之和和/或总测试位移距离，达到预设定值，进入下一步，否则，重复上述第K、L、M、N步骤；

P、中央控制单元自动计算出探头的线性起始电压、线性起始间隙、灵敏度、灵敏度误差、非线性误差，并输出格式化报表。

图6所示的测试工作流程，由于其采用标准的程序流程图形式，本领域的技术人员完全可以理解和领会，所以在此不再做进一步的细述。

为了更好地满足用户的测试需要，在上述第M步步骤完成后，还可以通过程序设置，继续对待测探头进行非线性范围静态特性曲线的测试，更加充分和全面地测试探头的性能，这也是图6中测试工作流程在线性扫描完成后还可进行非线性区域扫描步骤的原因。

实际测试时，安装好待测试的探头，并按要求接线后，通过手动调整悬钮将被校探头端面与静态标定试件盘端面充分接触，此时，探头应旋转至水平位置。

通过触摸屏设置好相邻点间距及扫描点数后，启动自动静态校验，之后，校验仪将自动按照设定的步长控制步进电机驱动安装有传感器的探头安装架向探头端面与静态标定试件盘间隙增加方向移动，并依次扫描各点间隙电压值并记录，同时在显示屏上以位移为横坐标，间隙电压值为纵坐标实时绘制静态标定曲线，整个校验过程不需要人工干预，扫描完毕后校验仪自动计算出线性起始电压、线性起始间隙、灵敏度、灵敏度误差、非线性误差等，并输出格式化报表。

通过上述工作程序，即可方便、快捷、准确、高效地获得待测探头的静态线性特性曲线或相关参数。

图7中，提供了一个本发明的动态测试工作流程实施例，其至少包括：

A′、在动态校验探头安装支架上安装好被校探头，并连接好相应的信号连接线；

B′、使探头与动态斜盘的中心轴线平行；

C′、通过触摸屏选择相应的传感器类型，设置起始转速、升速间隔、最高转速、斜盘径向测试点位移间隔及径向扫描点数、斜盘径向最大位移值；

D′、启动自动动态校验；

E′、中央控制单元按固定转速启动态斜盘转动，检测被校探头的振动峰—峰值输出信号，然后由步进电机驱动器驱动步进电机，控制动态校验探头安装支架向振动峰—峰值减小的方向移动；

F′、当振动峰—峰值达到最小时，自动零点校正结束；

G′、中央控制单元根据斜盘径向位移点间隔，控制步进电机驱动安装有被校探头的动态校验探头安装支架，以零点为起点，向动态斜盘外缘方向移动一个径向测试点位移间隔，达到首个测试点；

H′、控制主驱动电机至检测初始转速，扫描并记录该转速下被校探头在该测试点的振动峰—峰值；

I′、中央控制单元根据升速间隔，控制主驱动电机升速至下一速度，扫描并记录该转速下被校探头在该测试点的振动峰—峰值；

J′、重复上述第I′步步骤，直至主驱动电机升速至最高预定转速；

K′、中央控制单元控制步进电机驱动动态校验探头安装支架，向动态标定试件盘外缘方向再移动一个径向测试点位移间隔，到达下一个位移测试点；

L′、重复上述第H′、I′、J′步步骤，直至主驱动电机在该测试点升速至最高预定转速；

M′、重复上述第G′、H′、I′、J′、K′、L′步步骤，直至径向位移扫描点数达到设定值；

N′、在上述步骤过程中，通过显示屏实时显示当前探头与斜盘中心的位置、斜盘当前转速、振动频率、振动峰-峰值等数据和振动动态波形图；

O′、扫描完毕后，中央控制单元自动绘制被校传感器每一设定径向位移间隔点的频率特性曲线，对频率特性曲线进行存储并输出，将标准和被校探头的对应值制表存储并输出格式化报表。

图7所示的测试工作流程，由于其采用标准的程序流程图形式，本领域的技术人员完全可以理解和领会，所以在此不再做进一步的细述。

实际测试时，首先要通过触摸屏选择相应的标准传感器类型、设置好起始转速(对应一个起始振动频率)，升速间隔(对应不同的振动频率增量)，最高转速(对应最高振动频率)，斜盘经向位移点间隔(对应不同的振动幅值增量)，经向扫描点数等参数，按要求安装好标准传感器和接线，传感器器应垂直对准动态斜盘。

启动自动动态校验后，校验仪将首先按一固定转速启动态斜盘转动，同时检测振动峰-峰值，同时驱动步进电机控制探头向峰峰值减小的方向移动，当峰峰值达到最小(理论上应为0)时，此时探头应恰好对准斜盘中心位置，这一过程称为自动零点校正，完成这一过程之后，如果此时的间隙电压已经在-10±1V范围内，校验仪将直接进行自动动态扫描过程，否则，仪器将提示通过手动调整旋钮，通过调节定位档块和/或非机械接触式定位开关的位置，进而调整间隙电压至规定范围内，然后进行自动动态扫描过程。

在扫描过程中，校验仪将通过显示屏实时显示当前探头与斜盘中心的位置、斜盘当前转速、振动频率、振动峰-峰值等数据和振动动态波形图，其扫描过程也无需人工干预。

标准传感器扫描完成后，仪器将提示安装被校验传感器，校验仪将重复进行自动零点校正和扫描过程，此过程中所用的探头位置间隔和斜盘升速间隔等参数依然沿用标准传感器标定时所设参数，不需要重复设置，当被校传感器扫描完成后，校验仪将自动将标准和被校传感器的对应值制表存储并输出。

通过上述工作程序，即可方便、快捷、准确、高效地获得待测探头的动态频率应的相关特性参数或曲线。

以上所述内容仅仅是用来解释和说明本发明之技术方案的，而不是用作对本发明权利要求之发明范围的限定，本领域的普通技术人员，完全可以在不背离本发明思路和范围的情况下，对本发明做出各种等同的变化或变形。

特别认为，如本领域普通技术人员，以现有知识或后来的设计所看到的那样，对要求保护的主题进行的非实质性改变，将同等地落在本申请权利要求的范围内。因此，本领域普通技术人员目前或后来知道的明显替换，也应属于已定义要素的范围内。

本领域的普通技术人员应当认识到，只要在本发明的实质精神范围内，对以上各实施例的变化或变形，都将落在本申请之权利要求所要求的保护范围内。

综上，由于本发明设置了执行机构单元和原点定位单元，将动、静态校验中的移动部件(静态标定试件盘和动态校验探头安装支架)设置在线性模组上的可移动式导轨扩展架，采用非机械接触式定位开关作为定位装置，且在控制单元集成了多种数据通讯接口，使得用户在设备安装现场即可完成对电涡流传感器的动、静态校验，原点定位自动化进行，实现了整个测试过程的全自动化，无需人工干预，校验结果精度大大提高，测试记录输出直观、易读，方便了外部数据交换和/或与上位机之间的数据传输，提高了用户数据采集和汇总的工作效率，完全可满足用户快速检修或故障抢修的时间需要，亦有利于减轻测试人员的工作量，提高了校验工作效率和校验精度。

本发明可广泛用于各种规格型号电涡流传感器的动、静态校验领域。

Claims (8)

1.一种全自动电涡流传感器动/静态校验仪，包括静态测试单元、动态测试单元和中央控制单元，其静态测试单元至少包括静态标定试件盘和静态校验探头安装支架，其动态测试单元至少包括动态校验探头安装支架、动态斜盘、主驱动电机和主电机驱动器，在静态校验探头安装支架或动态校验探头安装支架上设置被校探头，其中央控制单元带有触摸屏显示单元，其特征是：

设置一由步进电机驱动的线性模组，在线性模组上设置受其驱动的可移动式导轨扩展架，在导轨扩展架和线性模组上对应设置定位档块和非机械接触式定位开关；

在导轨扩展架上设置静态标定试件盘，在校验仪盘面上设置固定的静态校验探头安装支架；

在导轨扩展架上设置动态校验探头安装支架，在动态校验探头安装支架探头安装孔的下方，对应设置动态斜盘、主驱动电机和主电机驱动器；

所述中央控制单元的通讯接口经步进电机驱动器与步进电机连接，通讯接口同时经主电机驱动器与主驱动电机连接；

所述的非机械接触式定位开关经步进电机控制电路与步进电机驱动器连接；

所述的被校探头经过信号检测采样电路与中央控制单元的外围功能扩展接口电路连接。

2.按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器动/静态校验仪，其特征是所述的线性模组与校验仪盘面平行，设置在校验仪盘面下方；所述的导轨扩展架与线性模组的驱动轴之间为蜗轮-蜗杆套件匹配连接。

3.按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器动/静态校验仪，其特征是所述的非机械接触式定位开关为光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光栅尺定位组件。

4.按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器动/静态校验仪，其特征是所述静态校验探头安装支架固定设置在与线性模组轴线平行的方向上，所述静态校验探头安装支架的中心轴线与静态标定试件盘的中心点重合；所述动态斜盘的上端面为一非水平的斜面。

5.按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器动/静态校验仪，其特征是所述的中央控制单元为嵌入式处理器微计算机电路；所述中央控制单元的通讯接口为RS232C通讯接口；所述的触摸屏经过对应的接口电路与嵌入式处理器微计算机电路总线连接；所述中央控制单元集成有可与上位机进行数据交换的数据通讯接口RS232C、USB或Ethernet网络端口。

6.按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器动/静态校验仪，其特征是所述的外围功能扩展接口电路至少包括步进电机控制、数据采集/转换和A102扩展板侧接口逻辑电路。

7.一种全自动电涡流传感器动/静态校验仪，包括被校探头、前置器、静态标定试件盘、静态校验探头安装支架、由步进电机驱动的线性模组、受其驱动的可移动式导轨扩展架、在导轨扩展架和线性模组上对应设置的定位档块及非机械接触式定位开关和带有触摸屏的中央控制单元，其中，静态标定试件盘设置在导轨扩展架上，静态校验探头安装支架设置在校验仪盘面上，中央控制单元和非机械接触式定位开关经步进电机驱动器与步进电机连接，被校探头经前置器与中央控制单元连接，其特征是：

其静态测试工作流程至少包括：

A、在静态校验探头安装支架上安装好被校探头，并连接好相应的信号连接线；

B、手动调整被校探头使其探头端面与静态标定试件盘表面充分接触；

C、通过触摸屏设置好相邻点位移间距及扫描点数；

D、启动自动静态校验程序；

E、中央控制单元经步进电机驱动器控制步进电机开始运转；

F、步进电机驱动安装有被校探头的静态校验探头安装支架，向探头端面与静态标定试件盘间隙增加的方向移动；

G、中央控制单元检测和记录被校探头的电压输出信号值和位置，根据被校探头输出值的变化，判断其是否进入线性工作区域；

H、若被校探头的输出值进入线性工作区域，进入下一步，否则，重复上述第F、G步骤；

I、记录被校探头的线性起始间隙和在线性工作起始点的线性间隙电压值；

J、根据预先输入的相邻点位移间距及扫描点数，计算步进电机的单步运行步长；

K、中央控制单元按照设定的步长，控制步进电机继续运转，驱动静态校验探头安装支架向探头端面与静态标定试件盘间隙增加的方向移动至下一位移点；

L、记录被校探头在该位移点的线性间隙电压值；

M、中央控制单元自动记录、存储各点的线性间隙电压值；

N、中央控制单元在显示屏上以位移为横坐标，线性间隙电压值为纵坐标，实时绘制、显示被校探头的静态线性特性曲线和/或灵敏度误差曲线，同时将已完成的扫描点数和/或已经完成的测试位移距离的累加；

O、若扫描点数之和和/或总测试位移距离，达到预设定值，进入下一步，否则，重复上述第K、L、M、N步骤；

P、中央控制单元自动计算出探头的线性起始电压、线性起始间隙、灵敏度、灵敏度误差、非线性误差，并输出格式化报表。

8.一种全自动电涡流传感器动/静态校验仪，包括被校探头、前置器、动态校验探头安装支架、动态斜盘、主驱动电机、由步进电机驱动的线性模组、受其驱动的可移动式导轨扩展架、在导轨扩展架和线性模组上对应设置的定位档块及非机械接触式定位开关和带有触摸屏的中央控制单元，其中，动态校验探头安装支架设置在导轨扩展架上，在动态校验探头安装支架探头安装孔的下方，对应设置动态斜盘、其主驱动电机和主电机驱动器，其动态斜盘的上端面为一非水平的斜面，中央控制单元和非机械接触式定位开关经步进电机驱动器与步进电机连接，被校探头经前置器与中央控制单元连接，中央控制单元经主驱动电机驱动电路主驱动电机与主驱动电机连接，其特征是：

其动态测试工作流程至少包括：

A′、在动态校验探头安装支架上安装好被校探头，并连接好相应的信号连接线；

B′、使被校探头与动态斜盘的中心轴线平行；

C′、通过触摸屏选择相应的传感器类型，设置起始转速、升速间隔、最高转速、斜盘径向测试点位移间隔及径向扫描点数、斜盘径向最大位移值；

D′、启动自动动态校验；

E′、中央控制单元按固定转速启动态斜盘转动，检测被校探头的振动峰-峰值输出信号，然后由步进电机驱动器驱动步进电机，控制动态校验探头安装支架向振动峰-峰值减小的方向移动；

F′、当振动峰-峰值达到最小时，判定被校探头对准动态斜盘中心位置，确定此点为径向测试的移动起始零点，自动零点校正结束；

G′、中央控制单元根据斜盘径向位移点间隔，控制步进电机驱动安装有被校探头的动态校验探头安装支架，以前述的移动起始零点为起点，向动态斜盘外缘方向移动一个径向测试点位移间隔，达到首个测试点；

H′、控制主驱动电机至检测初始转速，扫描并记录该转速下被校探头在该测试点的振动峰-峰值；

I′、中央控制单元根据升速间隔，控制主驱动电机升速至下一速度，扫描并记录该转速下被校探头在该测试点的振动峰-峰值；

J′、重复上述第I′步步骤，直至主驱动电机升速至最高预定转速；

K′、中央控制单元控制步进电机驱动动态校验探头安装支架，向动态标定试件盘外缘方向再移动一个径向测试点位移间隔，到达下一个位移测试点；

L′、重复上述第H′、I′、J′步步骤，直至主驱动电机在该测试点升速至最高预定转速；

M′、重复上述第G′、H′、I′、J′、K′、L′步步骤，直至径向位移扫描点数达到设定值；

N′、在上述步骤过程中，通过显示屏实时显示当前被校探头与动态斜盘中心的位置、动态斜盘当前转速、振动频率、振动峰-峰值等数据和振动动态波形图；

O′、扫描完毕后，中央控制单元自动绘制被校探头每一设定径向位移间隔点的频率特性曲线，对频率特性曲线进行存储并输出，将标准和被校探头的对应值制表存储并输出格式化报表。

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