CN101281073A - 一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法 - Google Patents

一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101281073A
CN101281073A CNA2008100978964A CN200810097896A CN101281073A CN 101281073 A CN101281073 A CN 101281073A CN A2008100978964 A CNA2008100978964 A CN A2008100978964A CN 200810097896 A CN200810097896 A CN 200810097896A CN 101281073 A CN101281073 A CN 101281073A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stepping motor
directions
sensor array
drive
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100978964A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101281073B (zh
Inventor
周旭
彭雷
占礼葵
孙向阳
孙怡宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Zhongke Benyuan Information Technology Co ltd
Original Assignee
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institutes of Physical Science of CAS filed Critical Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority to CN2008100978964A priority Critical patent/CN101281073B/zh
Publication of CN101281073A publication Critical patent/CN101281073A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101281073B publication Critical patent/CN101281073B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法。装置包括定位传动部件和与其电连接的控制部件，其中定位传动部件包括标定的工作平台和压力头测试部件，压力头测试部件通过Z向直线步进电机伸缩头连接一个测力传感器。使用本装置的工作方法采用三个步进电机作为驱动源，两个步进电机驱动导轨上滑块的协调运动完成工作平台上坐标点的定位，一个直线步进电机的伸缩带动压力头向被测传感器施加压力，当压力头的施加压力达到设定的压力值时，单片机采集被测传感器和测力传感器的输出以及被测传感器的位置坐标。本发明能够根据特定的传感器阵列以及特定的标定需要，进行标定方式和过程的选择与配置，扩大了该装置的使用范围。

Description

一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法
技术领域
本发明属于传感器应用领域，特别是涉及一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法。
背景技术
目前传感器阵列，尤其是大面积、高密度点阵式的传感器阵列，在检测技术领域有了越来越广的用途和不可替代的作用。特别是大面积柔性阵列传感器的出现，大大推动了阵列式力传感器的应用。
典型的阵列传感器产品，如美国Tekscan公司推出的一种压力分布测试系统，所用的传感器就是一种柔性阵列传感器。这种传感器阵列由两片很薄的聚酯薄膜组成，两片薄膜的内表面分别印制列导线和行导线，当两片薄膜合在一起的时候，纵横交错的行导线和列导线相互交叉，从而形成了一块具有若干个行和若干个列的点所构成的点阵。阵列中每个点都是一个由特殊的压敏半导体材料构成的压力感应点，当外力作用到感应点上时，半导体的阻值会随外力的变化而成比例的变化，进而可以使用它来对大面积受力进行检测。除上述的Tekscan公司外，还有美国的SPI、比利时Rrscan等知名公司也在生产和使用柔性压力阵列传感器。由于这些阵列传感器大都是采用特殊的材料制作而成，具有形状可弯曲的特性，可以在非平面的场合检测分布式压力，近来在各大领域得到越来越广的应用。在国内，比较知名的如中国科学院合肥智能机械研究所研制的用于“数字跑道”和“数字跑鞋”的柔性传感器阵列，采用的也是特殊压敏材料制作成的。另外，清华大学等一些高校也在进行阵列传感器的研究与应用。
但是，不管是采用什么工艺、什么生产流程，这种使用压敏半导体材料制作成的传感器阵列，在生产过程中材料用量的不同，生产过程的流程不同，即由于制作工艺、制作技术和生产流程的非同一性，将会使得同一块阵列上的传感器具有不完全相同的压阻特性，更会使得两块压力传感器阵列之上的不同传感器点具有不同的压阻特性，即当施加大小相同的力时，同一个传感器阵列上两个不同的传感器点或者是两块不同的阵列上两个不同的传感器点会表现出不同的电信号量。同样道理，由金属压阻应变材料制作成的传感器阵列也存在类似的问题。
上述这些弊端使得由传感器阵列检测出来的数据与实际受力情况之间存在误差，也使得在后续的数据处理时提取出的感兴趣信息不准确、不可靠。特别是在需要精密检测的场合，任何两个传感器之间细微的压阻特性的差别都可能引起整个压力传感器阵列检测结果与实际情况之间的误差。这种来源于检测数据源头的最初误差，最终肯定会影响整个检测系统的准确性和精确性，给大面积压力传感器阵列的广泛应用带来极大的阻力。
针对以上提出的传感器阵列制作过程本身的不足因素，以及它给大面积柔性传感器阵列的广泛应用带来的弊端，必须对所使用的传感器阵列根据使用场合的具体要求进行统一的标定。而目前，对于平面阵列的压力传感器，特别是大面积的阵列传感器不可能使用手工逐点标定的方式进行统一标定，一方面费时，另一方面，手工标定总带有人为的误差。与此同时，目前很少有专门的自动化的标定装置和手段，故很难评价其力学特性。
因此目前迫切需要一种能对同一个压力阵列传感器上所有传感器点，以及两个不同的传感器阵列之上的所有的压力传感器点进行统一标定的系统和相应的标定方法。并且要求这种装置系统和标定方法应该具有准确、快速和自动化的特点。
经国家知识产权局专利检索咨询中心检索，1997年德国的一件公开号为DE19616312的专利文件与本发明专利较相近。该专利文件公开了一种用于测力仪器及测力传感器的校正装置，其中采用了可调节的架子来移动水平台，采用标准重量所施加的已知力对水平台上放置的待测仪器进行检测。但是，该专利文件中并没有公开待测仪器是传感器阵列，也没有公开该项目中所采用的测力传感器，并且所述标定装置的具体结构以及具体操作与本发明专利之间也存在较大的差异，再者使用该校正装置对传感器阵列的标定是很难以实现的。
发明内容
本发明的目的是：针对上文提出来的使用阵列传感器过程中出现的问题以及具体使用的要求，并针对现有技术在本标定环境中的不足，本发明专利提出了一种阵列力学传感器的标定装置并给出了一种高效可行的标定方法。本标定装置和方法具有自动化程度高、精确性强、标定速度快的优点，克服了上文背景技术中提出的众多难题，为阵列传感器的标定提供了一种新颖的标定技术，使得力学阵列传感器特别是大面积力学阵列传感器的应用范围得到了极大的推广。本发明提出的标定装置和方法，不但适用于柔性阵列传感器的标定，也适用于其它刚性的传感器阵列，当然也可以对某一个特定的传感器进行受力标定。
本发明的技术方案阐述如下：
一种力学传感器阵列标定装置，包括定位传动部件和与其电连接的控制部件，特别是：
定位传动部件包括标定的工作平台和压力头测试部件，工作平台包括测试平台、X方向驱动步进电机、同步带、X方向丝杠、X方向导轨、立柱、X方向限位器；Y方向驱动步进电机、Y方向丝杠、Y方向导轨、Y方向限位器、Z方向直线步进电机；
测试平台是一矩形的测试平台，X方向导轨置于测试平台的边缘处，其上置有与其动配合连接的立柱，所述立柱上面置有与X方向导轨相垂直设置的Y方向动导轨和Y方向驱动步进电机；
立柱是一安装在X方向导轨上的门形金属立柱，门形金属立柱上置有与其动配合连接的压力头测试部件，测试平台下面通过两个长条形支座固定连接，长条形支座的一根上固定连接X方向限位器用于控制X方向驱动步进电机在测试平台上的运动范围，立柱上面固定连接Y方向限位器用于控制Y方向驱动步进电机在测试平台上的运动范围；
X方向丝杠经丝杠螺母副与立柱动配合连接；
测试平台上，X方向的定位传动是由X方向驱动步进电机通过齿轮的转动带动同步带运行，驱动X方向丝杠转动，使得立柱在X方向导轨上做直线运动，Y方向的定位传动是由Y方向驱动步进电机驱动Y方向丝杠转动，使得压力头在Y方向导轨上做直线运动；
压力头测试部件包括测力传感器、测力传感器引线出口、与Z方向直线步进电机伸缩头连接的接口、压力头高低调节杆、压力头，压力头测试部件通过Z方向直线步进电机的伸缩头接口连接测力传感器，测力传感器通过压力头高低调节杆连接压力头，测力传感器的信号线和电源线通过测力传感器的引线出口引出，然后电连接接入控制部件；
控制部件包含控制箱和与其电连接的三个步进电机驱动器，步进电机驱动器包括X方向步进电机驱动器、Y方向步进电机驱动器、Z方向步进电机驱动器，X方向步进电机驱动器的输入端与控制箱电连接、输出端与X方向驱动步进电机电连接，Y方向步进电机驱动器的输入端与控制箱电连接、输出端与Y方向驱动步进电机电连接，Z方向步进电机驱动器的输入端与控制箱电连接、输出端与Z方向直线步进电机电连接；
控制箱的上面置有控制系统的状态指示器，控制系统的状态指示器包括运行状态指示的LED和坐标值显示数码管，控制箱的下面置有手动干预按钮，控制箱由一个单片机控制系统构成，通过控制箱上的手动干预按钮能够进行单片机系统的复位，单片机系统分别连接阵列传感器与单片机进行信号传递的行引线和列引线，采集被测传感器的输出信号，所述单片机系统通过串口或USB接口与PC机电连接进行通信和信号传递。
作为对现有技术的进一步改进，X方向限位器和Y方向限位器是光电传感式开关或是机械式接触碰撞开关；
测力传感器通过压力头高低调节杆连接压力头，所述压力头为橡胶材料制作的；
Z方向电机是直线步进电机。
一种使用力学传感器阵列标定装置的工作方法，包括在PC机控制软件上设定阵列传感器标定时的参数，特别是：
标定时先让X方向驱动步进电机运动，经过传动部件使得立柱停留在需要标定的X轴坐标之上，然后运动Y方向驱动步进电机，使得压力头停留在需要标定的Y坐标之上，使用一种力学传感器阵列标定装置的工作方法的步骤是：
设定压力头施加压力的压力值；
选择标定方式是逐点全部标定或是对某个区域进行标定，或是仅对选择的坐标点进行标定；
选择电机运行速度；
将设定和选择的参数通过PC机传递给单片机，初始化单片机；
运行X方向驱动步进电机和Y方向驱动步进电机到需要标定的点上；
启动Z方向直线步进电机，压力头向被测传感器施加压力；
当施加压力达到设定值时，停止Z方向直线步进电机的转动，停止加力，控制箱中的控制系统进行测力传感器的输出值、被测传感器的输出值和该被测传感器的位置坐标的采集并将这些数据传送至PC机进行后续处理。
标定时先让X方向驱动步进电机运动，经过传动部件使得立柱停留在需要标定的X轴坐标之上，然后运动Y方向驱动步进电机，使得压力头停留在需要标定的Y坐标之上，按照这个传动原理，也可以先确定Y方向的坐标，再确定X方向的坐标。
有益效果相对于现有技术的不足之处是目前迫切需要一种能对同一个阵列传感器上的所有传感器，以及两个不同的传感器阵列之上的所有传感器，进行统一标定的系统和相应的标定方法，并且要求这种装置系统和标定方法具有准确、快速和自动化的特点。
本发明提出的一种力学感器阵列标定装置包括定位传动部件和与其电连接的控制部件。其中定位传动部件包括标定工作平台和压力头测试部件，压力头测试部件通过Z方向直线步进电机的伸缩头连接一个测力传感器。采用三个精密步进电机作为驱动源，两个精密步进电机的协调运动能精确完成标定平面上X、Y坐标的定位，一个精密直线步进电机的伸缩带动压力头伸缩，向被测传感器施加压力，施加压力的大小通过直线步进电机伸缩头与压力头之间安装的测力传感器进行实时监控，一旦到达设定的压力值，将停止Z方向步进电机，停止加力，控制箱中的控制系统进行测力传感器的输出值、被测传感器的输出值和该被测传感器的位置坐标的采集，并将这些数据传送至PC机进行后续处理。
整个标定装置中的机械部件之间的连接和传动系统是经过精细计算设计的，标定装置中的电机转动通过步进电机驱动器进行控制，因而机械动作及传动精度高。三个步进电机驱动器通过一个单片机控制系统进行控制，并通过控制系统进行压力头施加力的实时监控和被测传感器信号的采集。整个标定装置在控制系统的控制下进行快速、精确的工作。
本发明提出的一种使用力学感器阵列的标定装置的标定方法是：先通过PC机控制软件进行标定参数的设置，可以在控制软件上选择标定的方式，是逐点全部标定，或是部分区域标定，或是对特定选择的点标定。可以根据需要选择标定时电机运行的速度，设置标定时压力头施加压力值。参数设置好以后通过串口或USB接口将这些设置好的参数传送给单片机，使单片机进行初始化。在PC机控制软件上开始标定后，整个标定过程将自动、快速的进行，不需要人为的干预。
因此本发明的发明点是：
其一，本发明提出的一种力学感器阵列标定装置，机械设计精密，传动系统采用精确的步进电机和相应的步进电机驱动器进行控制，可以精确的进行阵列上所有传感器点的定位，压力头通过直线步进电机和相应驱动器控制，在压力头和直线步进电机伸缩头之间安装的测力传感器可以实时监测施加压力大小，快速启停压力头。在控制系统的控制下进行被测传感器和测力传感器信号的采集。因而，整个标定系统实现自动化标定，标定过程快捷、方便，并且标定过程没有人为因素的干扰，标准统一、标定准确、结果可靠。
其二，本发明提出的一种力学感器阵列标定装置的标定方法，可以根据不同的需要，在PC机控制软件上进行各种标定参数的设置。可以根据需要选择标定的方式：是逐点全部标定，或是对某个区域范围的标定，或是仅对选择的坐标点进行标定；可以在控制软件上选择标定时电机运行的速度；可以根据标定需要设置标定所需要的压力头的施加压力值。参数设置完成后，标定装置在控制系统的控制下有序运行。整个标定过程安排合理，根据特定的标定需要在PC机上进行标定方式和标定过程的选择，从而能根据不同的阵列传感器和不同的标定需要，进行标定方式的配置，提高了标定装置的普遍适应性，扩大了本发明的使用范围和应用领域。
本发明提供的一种阵列传感器的标定装置及其工作方法，在目前的技术背景下，为阵列传感器的统一标定提供了一种很实用有效的途径。
附图说明
图1为本发明提出的一种力学传感器阵列标定装置的结构示意图。
图2为本发明Z方向压力头测试部件构成示意图。
图3为传感器阵列的示意图。
图4为一种力学传感器阵列标定装置的控制系统构成示意图。
图5为一种使用力学传感器阵列标定装置的标定方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明提出的一种力学传感器阵列标定装置的结构示意图。
其中：1是测试平台；2是X方向驱动步进电机；3是同步带；4是X方向丝杠；5是X方向导轨；6是立柱；7是Y方向驱动步进电机；8是Z方向直线步进电机；9是测力传感器；10是Y方向丝杠；11是Y方向导轨；12是压力头；13是控制箱；14是X方向限位器；15是Y方向限位器；16是丝杠螺母副；17是阵列传感器；18是三个步进电机的驱动器。
上电后，X方向驱动步进电机2转动，带动齿轮上同步带3的动作，带动X方向丝杠4的转动，进而带动立柱6在导轨5上直线运动，从而能使得压力头12停在测试平台1上X方向的任意位置。
在X方向的坐标确定后，Y方向的驱动步进电机7驱使Y方向丝杠10的转动，进而带动Z方向直线步进电机8在Y方向导轨11上的直线运动，使得压力头12能够停止在任意Y方向坐标上。
在需要标定时，将需要标定的阵列传感器17放在测试平台1上，X方向驱动步进电机2和Y方向驱动步进电机7的协调运动使得Z方向的直线步进电机8能对准阵列传感器17上的任意传感器点。
在对准以后，Z方向的直线步进电机8启动，与直线步进电机8伸缩头相连接的测力传感器9和压力头12向下运动，给阵列传感器17逐渐施加压力，直到测力传感器9的输出值达到预先设定的值，此时Z方向直线步进电机8停止运动。
控制箱13里面是由单片系统构成的控制系统，然后控制箱13中的控制系统进行测力传感器的输出值、被测传感器的输出值和该被测传感器的位置坐标的采集，并将这些数据传送至PC机进行后续处理。
X方向限位器14和Y方向限位器15的作用是，当X和Y方向的驱动步进电机运行到被标定阵列传感器17的边界时进行中断限位，X方向限位器14和Y方向限位器15可以是光电传感式开关或是机械式接触碰撞开关。
图2为本发明Z方向压力头测试部件构成示意图。其中：9是检测Z方向压力头施加力大小的测力传感器；12是压力头；19是与Z方向直线步进电机伸缩头连接的接口；20是测力传感器引线出口；21是压力头高低调节杆。
Z方向直线步进电机8的伸缩头通过与Z方向直线步进电机伸缩头连接的接口19与Z方向压力头测试部件连接，测力传感器9的信号线经测力传感器引线出口20引出，然后接入控制箱13中的控制系统上。Z方向直线步进电机8启动后，控制系统一直采集测力传感器9的输出值，一旦测力传感器9的输出值达到预先设定值，将停止Z方向直线步进电机8的运动，控制箱13中的控制系统进行测力传感器9的输出值、被测传感器的输出值和该被测传感器的位置坐标的采集，并将这些数据传送至PC机进行后续处理。然后Z方向直线步进电机8释放压力，抬起压力头12，然后进行下一个需要标定传感器的寻找和标定。
图3为传感器阵列的示意图。目前在很多领域使用的阵列传感器大都和本示意图给出的阵列传感器构成相似。有的阵列传感器形状不是规则的，而是根据实际应用场合适当裁剪而成的。阵列传感器17的信号一般由行引线23和列引线24引出。R1，R2，…，Rn-1，Rn为传感器阵列17的行信号引出线，L1，L2，…，Lm-1，Lm为传感器阵列17的列信号引出线。为了收集传感器阵列17的输出信号，需要将行引线23和列引线24接入控制箱13中的控制系统，由控制系统进行传感器阵列17上各个传感器信号的采集。
图4为一种力学传感器阵列标定装置的控制系统构成示意图。其中：13为控制箱；17为阵列传感器；18为三个步进电机驱动器，其中：181为X方向步进电机驱动器、182为Y方向步进电机驱动器、183为Z方向步进电机驱动器；22为三个步进电机，其中：2为X方向驱动步进电机、7为Y方向驱动步进电机、8为Z方向直线步进电机；23为阵列传感器与单片机间进行信号传递的行引线；24为阵列传感器与单片机间进行信号传递的列引线；25为控制系统的状态指示器，包括运行状态指示的LED和坐标值显示数码管；26为手动干预按钮；27是串口或USB接口。
在标定时如果遇到某种故障，可以通过控制箱13上的手动干预按钮26进行单片机复位。控制系统的状态指示器25用来实时显示装置的工作状态，以及显示正在标定的某个传感器的坐标值。
PC机上有整个标定系统的控制软件，在控制软件上设置标定时压力头施加力的大小，选择标定方式，是逐点全部标定，或是对某一个区域范围的点进行标定，或是设置特定的点进行标定。
控制箱13内的控制系统由一个单片机系统组成，由单片机的输出信号控制三个步进电机驱动器18来完成三个步进电机22的运行控制。控制箱13中的控制系统进行测力传感器9的输出值、被测传感器的输出值和该被测传感器的位置坐标的采集，并把采集到的这些数据通过串口或USB接口传送至PC机，然后由PC机进行数据的后续处理，单片机与PC机的通信方式可以是串口通信，也可以是通过USB接口与PC机进行通信。
图5为一种使用力学传感器阵列标定装置的标定方法流程图。将需要标定的阵列传感器放在工作平台上，阵列传感器在工作平台上的定位是通过阵列传感器某几个参考点对工作平台上几个固定的参考点进行的。具体标定过程如下：
开始标定(步骤100)；
在PC机控制软件上设定施加力大小(步骤110)；
选择标定方式(步骤120)，控制软件提供三种不同的标定方式：a、逐点全部标定：先运动X方向驱动步进电机，让X方向驱动步进电机固定在一个X坐标之上，再让Y方向驱动步进电机运动，进而完成Y方向坐标点的标定，或者先运动Y方向驱动步进电机，让Y方向驱动步进电机固定在一个Y坐标之上，再让X方向驱动步进电机运动，进而完成X方向坐标点的标定；b、对阵列上某个区域范围内的坐标点进行标定：就是先设定需要标定的区域范围，标定时只针对这个区域内的传感器进行标定；c、对特定点标定：只需要标定在PC机软件上设定的几个点；
选择电机运行速度(步骤130)，控制软件提供了几种不同的步进电机运行速度以供选择；
PC机控制软件进行参数设置检查，PC机软件参数是否设置完毕(步骤140)；
如果否，则需要返回补充设置；如果是，PC机就可以将这些设置的参数通过串口或USB接口传送给单片机，初始化单片机(步骤150)；
在单片机的控制下，运行X方向驱动步进电机和Y方向驱动步进电机(步骤160)；
X方向驱动步进电机和Y方向驱动步进电机将协调运动，在这个过程中单片机不断的查询压力头是否运行到需要标定的传感器坐标点上(步骤170)；
如果否，将继续运动相应的步进电机(步骤160)，最终使得压力头运动到需要标定的坐标之上；如果是，Z方向直线步进电机运动(步骤180)，使压力头向被测传感器上持续加力；
单片机不断的查询施加压力是否到达预设值(步骤190)；
如果否，Z方向直线步进电机继续运动(步骤180)，直到压力头施加的压力达到预先的设定的压力值；如果是，停止Z方向直线步进电机，并记录此时施加力的大小、被标传感器的位置坐标、阵列传感器的输出(步骤200)；
单片机将记录的数据利用串口或USB接口传送至PC机(步骤210)；
单片机不断查询数据是否传送完毕(步骤220)；
如果否，则继续等待(步骤210)；如果是，就完成了传感器阵列上一个传感器点的标定，然后查询所要标定的点是否全部标定完毕(步骤230)；
如果否，则查询下一个需要标定的点(步骤240)，再开始下一轮传感器的标定，从步骤160开始；如果是，则完成一块阵列传感器的标定(步骤250)。

Claims (6)

1、一种力学传感器阵列标定装置，包括定位传动部件和与其电连接的控制部件，其特征在于：
所述定位传动部件包括标定的工作平台和压力头测试部件，所述工作平台包括测试平台(1)、三个步进电机(22)、同步带(3)、X方向丝杠(4)、X方向导轨(5)、立柱(6)、X方向限位器(14)、Y方向丝杠(10)、Y方向导轨(11)、Y方向限位器(15)，所述三个步进电机(22)分别为：X方向驱动步进电机(2)、Y方向驱动步进电机(7)、Z方向直线步进电机(8)；
所述测试平台(1)是一矩形的测试平台，所述X方向导轨(5)置于测试平台(1)的边缘处，其上置有与其动配合连接的立柱(6)，所述立柱(6)上面置有与X方向导轨(5)相垂直设置的Y方向动导轨(11)和Y方向驱动步进电机(7)；
所述立柱(6)是一安装在X方向导轨(5)上的门形金属立柱，所述门形金属立柱上置有与其动配合连接的压力头测试部件，所述测试平台(1)下面通过两个长条形支座固定连接，所述长条形支座的一根上固定连接X方向限位器(14)用于控制X方向驱动步进电机(2)在测试平台(1)上的运动范围，所述立柱(6)上面固定连接Y方向限位器(15)用于控制Y方向驱动步进电机(7)在测试平台(1)上的运动范围；
所述X方向丝杠(4)经丝杠螺母副(16)与立柱(6)动配合连接；
在所述测试平台(1)上，X方向的定位传动是由X方向驱动步进电机(2)通过齿轮的转动带动同步带(3)运行，驱动X方向丝杠(4)转动，使得立柱(6)在X方向导轨(5)上做直线运动，Y方向的定位传动是由Y方向驱动步进电机(7)驱动Y方向丝杠(10)转动，使得压力头(12)在Y方向导轨(11)上做直线运动；
所述压力头测试部件包括相互连接的测力传感器(9)、测力传感器引线出口(20)、与Z方向直线步进电机伸缩头连接的接口(19)、压力头高低调节杆(21)和压力头(12)，所述压力头测试部件通过Z方向直线步进电机伸缩头接口(19)连接测力传感器(9)，所述测力传感器(9)通过压力头高低调节杆(21)连接压力头(12)，所述测力传感器(9)的信号线和电源线通过测力传感器引线出口(20)引出，然后电连接接入控制部件；
所述控制部件包含控制箱(13)和与其电连接的三个步进电机驱动器(18)，所述步进电机的驱动器(18)包括X方向步进电机驱动器(181)、Y方向步进电机驱动器(182)、Z方向步进电机驱动器(183)，所述X方向步进电机驱动器(181)的输入端与控制箱(13)电连接、输出端与X方向驱动步进电机(2)电连接，所述Y方向步进电机驱动器(182)的输入端与控制箱(13)电连接、输出端与Y方向驱动步进电机(7)电连接，所述Z方向步进电机驱动器(183)的输入端与控制箱(13)电连接、输出端与Z方向直线步进电机(8)电连接；
所述控制箱(13)的上面置有控制系统的状态指示器(25)，所述控制系统的状态指示器(25)包括运行状态指示的LED和坐标值显示数码管，所述控制箱(13)的下面置有手动干预按钮(26)，所述控制箱(13)由一个单片机控制系统构成，通过控制箱(13)上的手动干预按钮(26)能够进行单片机系统的复位，所述单片机系统分别连接被标定的阵列传感器(17)与单片机进行信号传递的行引线(23)和列引线(24)，采集被测传感器的输出信号，所述单片机系统通过串口或USB接口(27)与PC机电连接进行通信和信号传递。
2、根据权利要求1所述的一种力学传感器阵列标定装置，其特征是：所述X方向限位器(14)和Y方向限位器(15)是光电传感式开关或是机械式接触碰撞开关。
3、根据权利要求1所述的一种力学传感器阵列标定装置，其特征是：所述测力传感器(9)通过压力头高低调节杆(21)连接压力头(12)，所述压力头(12)为橡胶材料制作的。
4、根据权利要求1所述的一种力学传感器阵列标定装置，其特征是：Z方向电机(8)是直线步进电机。
5、一种使用力学传感器阵列标定装置的工作方法，包括在PC机控制软件上设定阵列传感器(17)标定时的参数，其特征在于：
标定时先让X方向驱动步进电机(2)运动，经过传动部件使得立柱(6)停留在需要标定的X轴坐标之上，然后运动Y方向驱动步进电机(7)，使得压力头(12)停留在需要标定的Y坐标之上，使用一种力学传感器阵列标定装置的工作方法的步骤是：
设定压力头(12)施加压力的压力值；
选择标定方式是逐点全部标定或是对某个区域进行标定，或是仅对选择的坐标点进行标定；
选择电机运行速度；
将设定和选择的参数通过PC机传递给单片机，初始化单片机；
运行X方向驱动步进电机(2)和Y方向驱动步进电机(7)到需要标定的点上；
启动Z方向直线步进电机(8)，压力头(12)向被测传感器施加压力；
当施加压力达到设定值时，停止Z方向直线步进电机(8)的转动，停止加力，控制箱(13)中的控制系统进行测力传感器(9)的输出值、被测传感器的输出值和该被测传感器的位置坐标的采集，并将这些数据传输给PC机进行保存和后续的数据处理。
6、根据权利要求5所述的一种使用力学传感器阵列标定装置的工作方法，其特征是：所述标定时先让X方向驱动步进电机(2)运动，经过传动部件使得立柱(6)停留在需要标定的X轴坐标之上，然后运动Y方向驱动步进电机(7)，使得压力头(12)停留在需要标定的Y坐标之上，按照这个传动原理，或先确定Y方向的坐标，再确定X方向的坐标。
CN2008100978964A 2008-05-21 2008-05-21 一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法 Active CN101281073B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100978964A CN101281073B (zh) 2008-05-21 2008-05-21 一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100978964A CN101281073B (zh) 2008-05-21 2008-05-21 一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101281073A true CN101281073A (zh) 2008-10-08
CN101281073B CN101281073B (zh) 2010-06-02

Family

ID=40013647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100978964A Active CN101281073B (zh) 2008-05-21 2008-05-21 一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101281073B (zh)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102175388A (zh) * 2011-01-21 2011-09-07 中国科学院合肥物质科学研究院 一种曲面柔性触觉传感器阵列的三维标定装置
CN102768099A (zh) * 2011-05-03 2012-11-07 杭州坦司特仪器设备有限公司 10mn微机控制电液伺服力标准机及其使用方法
CN102879150A (zh) * 2012-11-05 2013-01-16 上海交通大学 压力敏感阵列标定装置及其方法
WO2013040867A1 (zh) * 2011-09-21 2013-03-28 Yang Dongzuo 一种数控设备
CN103148983A (zh) * 2013-03-07 2013-06-12 中国科学院合肥物质科学研究院 柔性触觉传感器的三维力加载及标定装置
CN103471767A (zh) * 2013-09-30 2013-12-25 大连理工大学 一种三维测力平台现场静态标定装置及方法
CN103728515A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 深圳市华星光电技术有限公司 一种针对密集布线的阵列基板的线路检测设备和检测方法
CN104360123A (zh) * 2014-11-10 2015-02-18 绵阳市维博电子有限责任公司 一种电量隔离传感器及矿热炉电量测量系统
CN104990701A (zh) * 2015-07-21 2015-10-21 上海福宇龙汽车科技有限公司 汽车面板按钮按键力测试装置及方法
CN105181240A (zh) * 2015-07-15 2015-12-23 苏州高新区世纪福科技有限公司 带有自动校准功能的触屏压力传感器测试装置及自校方法
CN106768548A (zh) * 2016-12-11 2017-05-31 王伟 一种金刚菩提子双尖自动查找装置及查找方法
CN106959185A (zh) * 2017-03-10 2017-07-18 浙江华电器材检测研究所 千斤顶手柄操作力测试系统
CN107271104A (zh) * 2017-06-08 2017-10-20 西安石油大学 提供温度与压强环境的水下触觉力传感器阵列标定系统
CN104813151B (zh) * 2012-09-27 2017-12-22 先进机械技术有限公司 测力板三维校准的系统和方法
CN107843390A (zh) * 2017-09-18 2018-03-27 叶强 柔性力传感器曲率影响测试装置及方法
CN108160502A (zh) * 2016-12-11 2018-06-15 王伟 一种金刚菩提子自动分选装置
CN108161643A (zh) * 2016-12-11 2018-06-15 王伟 一种菩提子去尖装置
CN108247482A (zh) * 2016-12-11 2018-07-06 王伟 菩提子打磨去尖装置
CN108296940A (zh) * 2016-12-11 2018-07-20 王伟 金刚菩提子去尖方法
CN108581719A (zh) * 2016-12-11 2018-09-28 王伟 一种打磨去尖方法
CN108593199A (zh) * 2017-02-27 2018-09-28 综合测试电子系统有限公司 用于测试机械压力传感器的测试装置、测试系统和方法
CN111157034A (zh) * 2020-01-08 2020-05-15 腾讯科技（深圳）有限公司 一种标定设备
CN111272208A (zh) * 2020-01-08 2020-06-12 腾讯科技（深圳）有限公司 传感器标定方法、装置、设备及计算机可读存储介质
CN112179561A (zh) * 2020-09-17 2021-01-05 五邑大学 一种压力传感器阵列定标方法、装置及设备
CN114459676A (zh) * 2022-01-18 2022-05-10 同济大学 一种柔性电子皮肤阵列性能检测系统
WO2022166514A1 (zh) * 2021-02-04 2022-08-11 东南大学 一种用于柔性机器人驱动器的自动标定系统及标定方法
EP4123281A1 (fr) 2021-07-23 2023-01-25 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Capteur de pression matriciel à réseau de neurones et procédé de calibration

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101893496A (zh) * 2010-07-21 2010-11-24 宁波英格塑料制品有限公司 一种自动测力设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19616312A1 (de) * 1996-04-24 1997-10-30 Abb Patent Gmbh Kalibriervorrichtung
US6009740A (en) * 1997-02-21 2000-01-04 Horiba Instruments, Inc. System and method for deadweight calibrating a dynamometer
GB0413134D0 (en) * 2004-06-12 2004-07-14 Akubio Ltd Analytical apparatus

Cited By (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102175388B (zh) * 2011-01-21 2012-09-05 中国科学院合肥物质科学研究院 一种曲面柔性触觉传感器阵列的三维标定装置
CN102175388A (zh) * 2011-01-21 2011-09-07 中国科学院合肥物质科学研究院 一种曲面柔性触觉传感器阵列的三维标定装置
CN102768099A (zh) * 2011-05-03 2012-11-07 杭州坦司特仪器设备有限公司 10mn微机控制电液伺服力标准机及其使用方法
WO2013040867A1 (zh) * 2011-09-21 2013-03-28 Yang Dongzuo 一种数控设备
CN104813151B (zh) * 2012-09-27 2017-12-22 先进机械技术有限公司 测力板三维校准的系统和方法
CN102879150A (zh) * 2012-11-05 2013-01-16 上海交通大学 压力敏感阵列标定装置及其方法
CN102879150B (zh) * 2012-11-05 2014-12-31 上海交通大学 压力敏感阵列标定装置及其方法
CN103148983A (zh) * 2013-03-07 2013-06-12 中国科学院合肥物质科学研究院 柔性触觉传感器的三维力加载及标定装置
CN103471767B (zh) * 2013-09-30 2015-11-25 大连理工大学 一种三维测力平台现场静态标定装置及方法
CN103471767A (zh) * 2013-09-30 2013-12-25 大连理工大学 一种三维测力平台现场静态标定装置及方法
CN103728515A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 深圳市华星光电技术有限公司 一种针对密集布线的阵列基板的线路检测设备和检测方法
US9267979B2 (en) 2013-12-31 2016-02-23 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Line testing device for array substrate having dense number of wires and method for testing line of the array substrate having the dense number of wires
CN104360123A (zh) * 2014-11-10 2015-02-18 绵阳市维博电子有限责任公司 一种电量隔离传感器及矿热炉电量测量系统
CN104360123B (zh) * 2014-11-10 2017-12-15 绵阳市维博电子有限责任公司 一种电量隔离传感器及矿热炉电量测量系统
CN105181240A (zh) * 2015-07-15 2015-12-23 苏州高新区世纪福科技有限公司 带有自动校准功能的触屏压力传感器测试装置及自校方法
CN104990701A (zh) * 2015-07-21 2015-10-21 上海福宇龙汽车科技有限公司 汽车面板按钮按键力测试装置及方法
CN104990701B (zh) * 2015-07-21 2018-03-30 上海福宇龙汽车科技有限公司 汽车面板按钮按键力测试装置及方法
CN108312013A (zh) * 2016-12-11 2018-07-24 王伟 菩提子去尖方法
CN108161644B (zh) * 2016-12-11 2019-08-16 王伟 金刚菩提子去尖装置
CN108637837B (zh) * 2016-12-11 2019-09-03 诸暨市金美机械厂 一种打磨方法
CN108160502B (zh) * 2016-12-11 2019-09-03 诸暨市惠田机电制造有限公司 一种金刚菩提子自动分选装置
CN108160502A (zh) * 2016-12-11 2018-06-15 王伟 一种金刚菩提子自动分选装置
CN108161643A (zh) * 2016-12-11 2018-06-15 王伟 一种菩提子去尖装置
CN108161644A (zh) * 2016-12-11 2018-06-15 王伟 金刚菩提子去尖装置
CN108247482A (zh) * 2016-12-11 2018-07-06 王伟 菩提子打磨去尖装置
CN108296940A (zh) * 2016-12-11 2018-07-20 王伟 金刚菩提子去尖方法
CN108296926A (zh) * 2016-12-11 2018-07-20 王伟 金刚菩提子打磨去尖装置
CN108296927A (zh) * 2016-12-11 2018-07-20 王伟 一种金刚菩提子去尖方法
CN106768548A (zh) * 2016-12-11 2017-05-31 王伟 一种金刚菩提子双尖自动查找装置及查找方法
CN108355970A (zh) * 2016-12-11 2018-08-03 王伟 金刚菩提子自动分选方法
CN108372117A (zh) * 2016-12-11 2018-08-07 王伟 一种金刚菩提子自动分选方法
CN108581719A (zh) * 2016-12-11 2018-09-28 王伟 一种打磨去尖方法
CN108355970B (zh) * 2016-12-11 2019-09-03 王君 金刚菩提子自动分选方法
CN108637838A (zh) * 2016-12-11 2018-10-12 王伟 打磨方法
CN108637837A (zh) * 2016-12-11 2018-10-12 王伟 一种打磨方法
CN108161643B (zh) * 2016-12-11 2019-08-16 王伟 一种菩提子去尖装置
CN108637838B (zh) * 2016-12-11 2019-09-03 诸暨市惠田机电制造有限公司 打磨方法
CN108312013B (zh) * 2016-12-11 2019-08-16 诸暨市领跑管理咨询事务所 菩提子去尖方法
CN108296927B (zh) * 2016-12-11 2019-08-23 诸暨市领跑管理咨询事务所 一种金刚菩提子去尖方法
CN108296926B (zh) * 2016-12-11 2019-08-23 诸暨市惠田机电制造有限公司 金刚菩提子打磨去尖装置
CN108372117B (zh) * 2016-12-11 2019-08-30 王君 一种金刚菩提子自动分选方法
CN108581719B (zh) * 2016-12-11 2019-09-03 诸暨市宏益机械厂 一种打磨去尖方法
CN108593199A (zh) * 2017-02-27 2018-09-28 综合测试电子系统有限公司 用于测试机械压力传感器的测试装置、测试系统和方法
CN106959185A (zh) * 2017-03-10 2017-07-18 浙江华电器材检测研究所 千斤顶手柄操作力测试系统
CN106959185B (zh) * 2017-03-10 2023-08-01 浙江华电器材检测研究院有限公司 千斤顶手柄操作力测试系统
CN107271104A (zh) * 2017-06-08 2017-10-20 西安石油大学 提供温度与压强环境的水下触觉力传感器阵列标定系统
CN107843390A (zh) * 2017-09-18 2018-03-27 叶强 柔性力传感器曲率影响测试装置及方法
CN107843390B (zh) * 2017-09-18 2020-03-27 叶强 柔性力传感器曲率影响测试装置及方法
CN111272208A (zh) * 2020-01-08 2020-06-12 腾讯科技（深圳）有限公司 传感器标定方法、装置、设备及计算机可读存储介质
CN111157034A (zh) * 2020-01-08 2020-05-15 腾讯科技（深圳）有限公司 一种标定设备
CN112179561A (zh) * 2020-09-17 2021-01-05 五邑大学 一种压力传感器阵列定标方法、装置及设备
WO2022166514A1 (zh) * 2021-02-04 2022-08-11 东南大学 一种用于柔性机器人驱动器的自动标定系统及标定方法
US12064884B2 (en) 2021-02-04 2024-08-20 Southeast University Automated calibration system and calibration method for flexible robot actuator
EP4123281A1 (fr) 2021-07-23 2023-01-25 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Capteur de pression matriciel à réseau de neurones et procédé de calibration
FR3125587A1 (fr) 2021-07-23 2023-01-27 Commissariat A L’Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Capteur de pression matriciel à réseau de neurones et procédé de calibration
CN114459676A (zh) * 2022-01-18 2022-05-10 同济大学 一种柔性电子皮肤阵列性能检测系统
CN114459676B (zh) * 2022-01-18 2023-05-05 同济大学 一种柔性电子皮肤阵列性能检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN101281073B (zh) 2010-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101281073B (zh) 一种力学传感器阵列标定装置及其工作方法
CN103344383B (zh) 一种三维柔性阵列触觉传感器标定装置
CN102175388B (zh) 一种曲面柔性触觉传感器阵列的三维标定装置
CN103528754B (zh) 一种薄膜压力传感器的测量装置
CN103411728B (zh) 一种用于三维柔性阵列触觉传感器标定装置的标定方法
CN108168442B (zh) 一种止水带凹凸槽动态测量装置的动态测量方法
CN101579908B (zh) 压延机在线测厚装置
CN202994132U (zh) 一种直角坐标方式的机器人位姿误差测量系统
CN102331296A (zh) 检测工程机械的臂架振动的方法、装置、系统及工程机械
CN206695773U (zh) 直线位移传感器的早期故障排除试验装置
CN201909837U (zh) 单方向磁场自动定位测量装置
CN205352345U (zh) 一种直线和角度位移传感器测量装置
CN102506790B (zh) 一种核燃料动态芯块排长自动检测装置
CN204240939U (zh) 一种用于测量活塞外圆直径和环槽直径的装置
CN202255307U (zh) 轧辊辊形误差在线测量装置
CN203534562U (zh) 方形锂电池电芯恒压测厚装置
CN204389323U (zh) 一种软管挠曲疲劳试验机
CN106595495A (zh) 一种光学位移测量系统
CN209214555U (zh) 高精度光电传感器角度检测系统
CN203772215U (zh) 一种用于激光尺寸测量装置的控制系统
CN216621060U (zh) 一种线位移传感器自动校准装置
CN214200176U (zh) 用于密封环境下的电涡流位移传感器精度标定装置
CN214173271U (zh) 一种防水卷材厚度自动检测控制系统
CN216283318U (zh) 一种平面度测量装置
CN108562425A (zh) 滚齿机刀架测试平台及其测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CAS (HEFEI) TECHNOLOGY INNOVATION ENGINEERING ACAD

Free format text: FORMER OWNER: HEFEI INST. OF MATTER SCIENCES, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

Effective date: 20150820

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150820

Address after: 14, building 860, B, innovation center, Wangjiang West Road, 230088 hi tech Zone, Hefei, Anhui

Patentee after: CAS (HEFEI) INSTITUTE OF TECHNOLOGY INNOVATION CO.,LTD.

Address before: 230031 mailbox intelligent office, Dong Dong 1130, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: HEFEI INSTITUTES OF PHYSICAL SCIENCE, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151126

Address after: 230088 innovation center, No. 860 Wangjiang West Road, Hefei hi tech Zone, Anhui, B

Patentee after: ANHUI ZHONGKE BENYUAN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 14, building 860, B, innovation center, Wangjiang West Road, 230088 hi tech Zone, Hefei, Anhui

Patentee before: CAS (HEFEI) INSTITUTE OF TECHNOLOGY INNOVATION CO.,LTD.

DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: ANHUI ZHONGKE BENYUAN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Document name: Notification to Pay the Fees

DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Yao Zhiming

Document name: payment instructions

DD01 Delivery of document by public notice