CN102661707A - 一种直线位移通用校准装置 - Google Patents

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张华锋
李涛
史贤俊
程继红
周国洲
秦亮
唐静
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Abstract

一种直线位移通用校准装置，包括玻璃光栅尺2、测量基座7、固定安装附件6、读数滑台4、直线导轨3和数字显示装置8，其中：玻璃光栅尺2作为测量基准，读数头靠尺5上的圆柱边沿线作为测量基准线，直线导轨3、玻璃光栅尺2、固定安装附件6的中心轴两两平行且在同一平面上，并且三者到测量基座7底平面的距离相等。测量时，用测量基准线接触被测移动部件的一固定边沿线，便可获得被测部件任意位置的相对距离。本发明降低了对测量条件的要求，提高了测量准确度，具有现场操作方便、通用性强、联接可靠等特点。

Description

一种直线位移通用校准装置
技术领域
本发明涉及长度测量领域，尤其是涉及一种直线位移通用校准装置。
背景技术
直线位移是长度测量中重要的测量参数之一，在机械、电子和航空航天等行业应用非常广泛，涉及到力学、电学和光学等学科领域。直线位移的量值校准一般有两种方法：一是通过通用的测长仪进行测量，这种测量方法可取得较高的测量准确度，但是测长仪的安装复杂、机动性差、读数困难；二是研制专用的直线位移测量装置，由于目前直线位移传感器技术和电子控制技术相对成熟，这种方法能取得较高的测量准确度，也具有灵活机动、操作简便的优点，但是一般来说，这种装置只针对某一种设备，不具备通用性，造成资源上浪费。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的是提供一种高准确度、操作简便、能进行现场校准、通用的直线位移校准装置。
本发明的技术方案为：一种直线位移通用校准装置，包括玻璃光栅尺2、测量基座7、固定安装附件6、读数滑台4、直线导轨3和数字显示装置8，其中：玻璃光栅尺2作为测量基准，读数滑台4的前端安装读数头靠尺5，读数头靠尺5上的圆柱边沿线作为测量基准线，读数滑台4的后端通过电缆与数字显示装置8相连，读数滑台4底端有滚珠丝杠，并安装在直线导轨3上，直线导轨3与玻璃光栅尺2平行，玻璃光栅尺2与固定安装附件6的中心轴平行，玻璃光栅尺2、直线导轨3、固定安装附件6安装在测量基座7上，玻璃光栅尺2、直线导轨3、固定安装附件6的中心轴在同一平面上，且三者到测量基座7底平面的距离相等。
工作原理是：校准前，测量基准线(即读数头靠尺5)接触被测移动部件的一固定边沿线，读数滑台4读取当前玻璃光栅尺2的数值，数字显示装置8设置该值为零值；移动被测移动部件一固定长度(该值为标称值)，再次用测量基准线接触被测移动部件的固定边沿线，读数滑台4读取当前玻璃光栅尺2的数值，数字显示装置8读取相对直线位移，该值即为相对于该被测移动部件标称值的实际值。
本发明的有益效果是：实现了校准与被校准装置同时工作在同一基座平台上，避免了复杂的安装调试过程和由于安装平行度不够引起的测量误差及对直线光栅尺的损坏，降低了对测量条件的要求，减少了误差，提高了测量准确度，同时还具有现场操作方便、通用性强、联接可靠等特点，大大的提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的硬件集成图；
图2为本发明的校准实施图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本发明由玻璃光栅尺2、测量基座7、固定安装附件6、读数滑台4、直线导轨3和数字显示装置8组成，其中：玻璃光栅尺2作为测量基准，读数滑台4的前端安装读数头靠尺5，读数头靠尺5上的圆柱边沿线作为测量基准线，读数滑台4的后端通过电缆与数字显示装置8相连，读数滑台4底端有滚珠滑块，并安装在直线导轨3上，直线导轨3与玻璃光栅尺2平行，玻璃光栅尺2与固定安装附件6的中心轴平行，玻璃光栅尺2、直线导轨3、固定安装附件6安装在测量基座7上，玻璃光栅尺2、直线导轨3、固定安装附件6的中心轴在同一平面上，且三者到测量基座7底平面的距离相等。
[0010]图2所示是使用本发明对成都爱特公司生产的LM-800A型程控导弹雷达目标模拟器的俯仰机构进行校准的实施方法，如图2中所示：LM-800A型程控导弹雷达目标模拟器的俯仰机构9放置固定安装附件6上，并用顶紧旋钮1固定；校准前，测量基准线(即读数头靠尺5)接触俯仰滑台10，读数滑台4读取当前玻璃光栅尺2的数值，数字显示装置8设置该值为零值；移动俯仰滑台10一固定长度(该值为标称值)，再次用测量基准线接触被测移动部件的固定边沿线，读数滑台4读取当前玻璃光栅尺2的数值，数字显示装置8读取相对直线位移，该值即为相对于该俯仰滑台10标称值的实际值。
玻璃光栅尺：采用直线光栅尺作为测量基准，直线光栅尺测量轴向直线位置时，不存在任何附加的机械传动元件，排除了滚珠丝杠受热造成的位置误差、重复性性误差和螺距造成的系统误差，具有很高的测量准确度，测量重复性好、速度快，安装方便，能在环境较为恶劣的条件下工作。直线光栅尺选用KA-300型，它是一种封闭式玻璃光扫描的光栅尺。其特点是所有部件封闭在一个铝外壳内，扫描单元导轨不受灰尘、杂质的污染和损害；扫描单元沿标尺移动的摩擦很小；光扫描方式灵敏度高、抗干扰能力强；采用增量式循环码计数方式，易于数据处理。其技术指标是：测量长度：0～800mm；测量误差：±(3～10)μm；测量重复性：±1个计数脉冲；分辨力：0.5或1或5个末位字；输出信号：TTL电平。
本例中设计了切线接触动态测量耦合方式，即在玻璃光栅尺2的测量平台上沿移动方向垂直安装一个圆柱形的耦合器(即读数头靠尺5上的圆柱体)，用圆柱的轴向切线与被测件的基准端面进行动态接触式联接。当被测件的端面移动到位时，推动测量平台与圆柱耦合器，使轴向切线与被测移动部件基准端面相接触，并读玻璃光栅尺2的直线位移测量读数。

Claims (1)

1.一种直线位移通用校准装置，其特征在于：包括玻璃光栅尺2、测量基座7、固定安装附件6、读数滑台4、直线导轨3和数字显示装置8，其中：玻璃光栅尺2作为测量基准，读数滑台4的前端安装读数头靠尺5，读数头靠尺5上的圆柱边沿线作为测量基准线，读数滑台4的后端通过电缆与数字显示装置8相连，读数滑台4底端有滚珠丝杠，并安装在直线导轨3上，直线导轨3与玻璃光栅尺2平行，玻璃光栅尺2与固定安装附件6的中心轴平行，玻璃光栅尺2、直线导轨3、固定安装附件6安装在测量基座7上，玻璃光栅尺2、直线导轨3、固定安装附件6的中心轴在同一平面上，且三者到测量基座7底平面的距离相等。
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