CN103376128A

CN103376128A - 位置传感器自动校验装置

Info

Publication number: CN103376128A
Application number: CN 201210128884
Authority: CN
Inventors: 李永刚
Original assignee: SHANGHAI AOMAI ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI AOMAI ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2013-10-30

Abstract

本发明设计位置传感器自动校验装置，包括：上位机、校验控制系统、步进控制系统、与该步进控制系统对应的编码器、位置传感器、校验台，其特征在于：所述上位机与校验控制系统连接，该校验控制系统再分别与所述位置传感器、编码器、校验台连接。本发明的优点：准确确定传感器的输出一输入关系和静态特性指标，消除系统误差，改善传感器的正确度。

Description

位置传感器自动校验装置

技术领域

本发明涉及传感器件的校验装置，尤其是一种应用于位置传感器领域的校验装置。

背景技术

随着现代测量控制和自动化技术的发展，传感技术越来越受到人们的重视。特别是近几年来，随着生产技术、经济发展和生理、生态科学的需要，开发了一大批各种用途的传感器。就被测变量而言，从最早的热工量、电工量逐步扩展到机械量、成分量、状态量，至今已深入到生化量以及模仿人的“五官"感觉的检测。在检测技术上，从模拟量、数字量的检测发展到数、模混合测量与信息处理相结合的技术。在检测方法上，从单参数过渡到多参数扫描，以至向二维图像及三维物体识别的测量方向发展。在测量特点上，从静态接触式发展到动态非接触式检测，可以预言，传感器将在生产自动化、资源开发、节约能源、环境保护、医疗卫生、灾害预测、安全防范等领域得到广泛的应用。

欲使测量结果具有普遍的科学意义，传感器应当是经过检验的。任何传感器在制造和装配完成后，都应该根据设计指标进行一系列的严格试验，以确定其实际的工作特性；传感器在使用一段时间后(根据中国计量院规定为一年)或经过维修之后，也必须对其工作特性进行重新标定和校准。传感器标定分为静态校验和动态校验两大类。静态校验是为了确定传感器(或传感系统)的静态特性指标，如线性度、灵敏度、迟滞和重复性等；动态校验则主要是检验、测试传感器(或传感系统)的动态工作特性，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。传感器的标定方法是以一种标准设备所产生的标准值(如一个已知的标准力、压力、扭矩、位移等)作为度量的尺子，输入到待标定的传感器中，得到传感器的输出量；然后通过数字方法，确定标定工作(标定曲线)，并进行比较和数据处理后，就可以求得输入与输出之间的相应关系和其精确度。对于静态校验来讲，就是将原始基准器，或比被标定传感器精度高的各级标准器或已知输入源作用于被校传感器，得到传感器的激励一响应关系的实验操作。

而目前，用于校验位移传感器的装置为得到多个不同的输入量，往往通过人为或简单机械调整传感器和被测物之间的距离，不难看出，调整后的距离可能存在偏差，以至于校验后的传感器精度不够高，无法达到校验目的。并且为了保证传感器和被测物之间距离的精确性，其调整时间较长，对于检测人员的要求也相对要高，大大降低校验效率。鉴于上述情况，亟待设计一种新型的校验装置。

发明内容

本发明目的是克服现有技术中存在校验精度低的不足，提出了一种新型的位置传感器自动校验装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：位置传感器自动校验装置，包括：上位机、校验控制系统、步进控制系统、与该步进控制系统对应的编码器、位置传感器、校验台，其特征在于：所述上位机与校验控制系统连接，该校验控制系统再分别与所述位置传感器、编码器、校验台连接。

优选地，所述位置传感器不限于电涡流传感器。

优选地，所述控制系统为单片机控制系统。

与现有技术相比，本发明的优点：准确确定传感器的输出一输入关系和静态特性指标，消除系统误差，改善传感器的正确度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

图1所示的是位置传感器自动校验装置，结合上位机系统和下位机系统准确的完成电涡流位移传感器的自动校验工作，其结构包括：上位机1、校验控制系统2、步进控制系统5、与该步进控制系统对应的编码器6（即在步进电机后面同轴连接一个增量式编码器，所谓编码器，就是把转动的角度转化为脉冲信号输出的一个测量元件。这样的话，编码器可以与步进电机完全同步的运转，同时，测得步进电机实际运行的角度值，解决了步进电机失步带来的问题，也大大提高了标定结果的精确度。）、电涡流传感器4、校验台3，其中，所述上位机1与校验控制系统2连接，该校验控制系统2再分别与所述电涡流传感器4、编码器6、校验台3连接。

下位机系统主要实现以下功能：

(1)接收来自上位机的信号，包括“启动”、“停止”和采集点数等信号。

(2)对采集到的电压、位移这些模拟量进行数字化处理，供上位机读取。

(3)根据上位机发送的采集点数，实时发送标定位移和对应电压值。

上位机系统主要实现以下功能：

(1)实现不同型号电涡流传感器的自动标定。

(2)可以根据编号查询已标定传感器的全部标定参数。

(3)可以根据编号将已标定传感器的全部标定参数存入数据库。

(4)可以准确的得到所标定传感器的静态特性参数及线性工作区。

(5)随时查询已存入的传感器历史标定参数。

(6)将传感器标定参数制作成报表并打印输出。

工作原理：

上位机将输入启动信号发送给校验控制系统，校验控制系统开始启动校验设备。接着，再由校验控制系统发出一个信号给步进控制系统，步进控制系统开始调整位于校验台上的被测物前后移动，找到适合位置后确定零位点。此时，编码器输出确定的值反馈给校验控制系统。然后，开始进行采取输入值的过程，校验控制系统输出8种段速频率来驱动步进控制系统，每一段频率结束后编码器位置具体数值反馈到校验控制系统，同时电涡流传感器的测量值也送入校验控制系统，即校验控制系统得到9组数据点（包括零位点和8个数据采集点）。此后，将具体数值进行处理后与实际电涡流传感器的测量值进行比较，得出误差曲线，通过图形或其他形式反馈到上位机上，由上位机经过计算，最后对电涡流传感器进行校正。

位移自动校验系统关于上位机的数据处理方面，即校验结果的数据处理技术完善：

1、将测量结果通过连接相邻测点得的直线来模拟静态标定曲线。

2、对电涡流传感器静态特性进行详细分析。

3、不需要通过人工来计算各个静态参数，实现完全的程序化。这样，对标定工作来讲不但节约时间，提高了准确性。

对标定曲线进行拟合方法评价，根据测点的具体情况，采用直线拟合，通过对多种直线拟合方法进行评价比较，得到了最适合电涡流位移传感器的最小二乘直线拟合方法。进行此种直线拟合之后，一方面提高了测量精度，另一方面也使测量结果更加线性化。

静态特性分析模块，通过采集多点测量数据，更好的反应传感器的特性。然后借助于VB语言强大的数据处理功能，编制出专门针对各种型号电涡流位移传感器的静态分析模块。这样，在每次标定结束之后，只需通过点击“静态特性"按钮，就可出现静态参数的具体数值。方便检测人员分析被校传感器是否符合使用要求，对传感器的进一步改造也有非常大的意义。

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.位置传感器自动校验装置，包括：上位机、校验控制系统、步进控制系统、与该步进控制系统对应的编码器、位置传感器、校验台，其特征在于：所述上位机与校验控制系统连接，该校验控制系统再分别与所述位置传感器、编码器、校验台连接。

2.根据权利要求1所述的位置传感器自动校验装置，其特征在于：所述位置传感器不限于电涡流传感器。

3.根据权利要求1所述的位置传感器自动校验装置，其特征在于：所述控制系统为单片机控制系统。