CN104374356B - 一种位移传感器动态标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种位移传感器动态标定方法，先搭建位移传感器动态标定系统，电源为各用电设备供电，设定非接触式位移传感器和待标定位移传感器的工作频率，电机驱动器控制电机运行，曲臂连杆滑块机构带动非接触式位移传感器和待标定位移传感器的感应零件做直线往复运动，计算模块得到位移数据，将待标定位移传感器的位移数据与非接触式位移传感器的位移数据进行对比，得到该工作频率下待标定位移传感器的性能指标数据。本发明可得到不同工作频率下的待标定位移传感器的性能指标数据，具有自动化程度高、标定精度高、应用灵活方便等优点。

Description

一种位移传感器动态标定方法
技术领域
本发明涉及一种位移传感器标定方法，特别是一种位移传感器动态标定方法。
背景技术
目前位移传感器标定方法大多采用手工方式进行静态标定，通常将待标定位移传感器固定在静态标定台上，手动使静态标定台的动盘轴向移动，使固定在动盘上的传感器感应零件作直线运动，并用万用表测量传感器信号输出端的信号值，同时记录轴向移动的位移值，两个值一一对应，得到标定曲线。该方法存在误差大、标定测量点少，无法对位移传感器在不同工作频率下进行动态标定，不能完全反映位移传感器在整个量程中和不同工作频率下的工作特性。
发明内容
本发明目的在于提供一种位移传感器动态标定方法，解决目前手工静态标定存在的精度低，标定测量点少，无法完全反映位移传感器在整个量程中和不同工作频率下的工作特性的问题。
一种位移传感器动态标定方法的具体步骤为：
第一步 搭建位移传感器动态标定系统
位移传感器动态标定系统，包括：计算机、计算模块、数据采集卡、运动控制卡、电机驱动器、电机、电源、曲臂连杆滑块机构、非接触式位移传感器和待标定位移传感器。电机的转轴与曲臂连杆滑块机构的曲臂中心轴同轴连接，运动控制卡、数据采集卡安装在计算机中。运动控制卡的输出端与电机驱动器的输入端通过电缆连接，非接触式位移传感器的输出端和待标定位移传感器的输出端分别与数据采集卡的输入端通过电缆连接。电源的输出端分别与计算机、电机驱动器、非接触式位移传感器和待标定位移传感器的电源输入端通过电缆连接。计算模块安装在计算机中，用于计算位移数据。
第二步 电源为各用电设备供电
电源分别为计算机、电机驱动器、非接触式位移传感器和待标定位移传感器供电。
第三步 设定位移传感器的工作频率
设定非接触式位移传感器和待标定位移传感器的工作频率，计算模块确定电机的转速，通过运动控制卡将控制信号发送给电机驱动器，电机驱动器接收运动控制卡输出的控制信号，对该控制信号放大后输出给电机，电机旋转驱动曲臂连杆滑块机构运动。
第四步 曲臂连杆滑块机构带动位移传感器的感应零件做直线往复运动
曲臂连杆滑块机构带动非接触式位移传感器和待标定位移传感器的感应零件做直线往复运动，非接触式位移传感器和待标定位移传感器分别将其模拟信号数据发送至数据采集卡。
第五步 计算模块确定位移传感器的位移数据
数据采集卡对非接触式位移传感器和待标定位移传感器检测的模拟信号数据进行采集，计算模块将模拟信号数据转化成位移数据。
第六步 对比位移数据得到位移传感器的性能指标数据
将待标定位移传感器的位移数据与非接触式位移传感器的位移数据进行对比，得到该工作频率下待标定位移传感器的性能指标数据。
第七步 不同工作频率下对位移传感器进行标定
为标定不同工作频率下待标定位移传感器的性能指标，将非接触式位移传感器和待标定位移传感器的工作频率设定为标定工作频率，计算模块确定电机的转速，通过运动控制卡将控制信号发送给电机驱动器，电机驱动器接收运动控制卡输出的控制信号，对该控制信号放大后输出给电机，电机旋转驱动曲臂连杆滑块机构运动。曲臂连杆滑块机构带动非接触式位移传感器和待标定位移传感器的感应零件做直线往复运动，非接触式位移传感器和待标定位移传感器分别将其模拟信号数据发送至数据采集卡。数据采集卡对非接触式位移传感器和待标定位移传感器检测的模拟信号数据进行采集，计算模块将模拟信号数据转化成位移数据。将待标定位移传感器的位移数据与非接触式位移传感器的位移数据进行对比，得到该工作频率下待标定位移传感器性能指标数据。能得到一组不同工作频率下待标定位移传感器的性能指标数据。
至此，完成了位移传感器动态标定过程。
本方法具有自动化程度高、操作简单、标定精度高，标定测量点多，应用灵活方便等优点，可标定传感器位移量程为30mm~1000mm，位移不确定度≤ 0.1％FS，工作频率范围为0.1Hz ~ 30Hz。
附图说明
图1 一种位移传感器动态标定方法的结构示意图。
1.计算机 2.计算模块 3.数据采集卡 4.运动控制卡 5.电机驱动器 6.电机 7.电源 8.曲臂连杆滑块机构 9.非接触式位移传感器 10.待标定位移传感器。
具体实施方式
一种位移传感器动态标定方法的具体步骤如下：
第一步 搭建位移传感器动态标定系统
位移传感器动态标定系统，包括：计算机1、计算模块2、数据采集卡3、运动控制卡4、电机驱动器5、电机6、电源7、曲臂连杆滑块机构8、非接触式位移传感器9、待标定位移传感器10。电机6的转轴与曲臂连杆滑块机构8的曲臂中心轴同轴连接，运动控制卡4、数据采集卡3安装在计算机1中。运动控制卡4的输出端与电机驱动器5的输入端通过电缆连接，非接触式位移传感器9的输出端和待标定位移传感器10的输出端分别与数据采集卡3输入端通过电缆连接。电源7的输出端分别与计算机1、电机驱动器5、非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10的电源输入端通过电缆连接。计算模块2安装在计算机1中，用于计算位移数据。
第二步 电源7为各用电设备供电
电源7分别为计算机1、电机驱动器5、非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10供电。
第三步 设定位移传感器的工作频率
设定非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10的工作频率，计算模块2计算电机6的转速，通过运动控制卡4将控制信号发送给电机驱动器5，电机驱动器5接收运动控制卡4输出的控制信号，对该控制信号放大后输出给电机6，电机6旋转驱动曲臂连杆滑块机构8运动。
第四步 曲臂连杆滑块机构8带动位移传感器的感应零件做直线往复运动
曲臂连杆滑块机构8带动非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10的感应零件做直线往复运动，非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10分别将其模拟信号数据发送至数据采集卡3。
第五步 计算模块2确定位移传感器的位移数据
数据采集卡3对非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10检测的模拟信号数据进行采集，计算模块2将模拟信号数据转化成位移数据。
第六步 对比位移数据得到位移传感器的性能指标数据
将待标定位移传感器10的位移数据与非接触式位移传感器9的位移数据进行对比，得到该工作频率下待标定位移传感器10的性能指标数据。
第七步 不同工作频率下对位移传感器进行标定
为标定不同工作频率下待标定位移传感器10的性能指标，将非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10的工作频率设定为标定工作频率，计算模块2计算电机6的转速，通过运动控制卡4将控制信号发送给电机驱动器5，电机驱动器5接收运动控制卡4输出的控制信号，对该控制信号放大后输出给电机6，电机6旋转驱动曲臂连杆滑块机构8运动。曲臂连杆滑块机构8带动非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10的感应零件做直线往复运动，非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10分别将其模拟信号数据发送至数据采集卡3。数据采集卡3对非接触式位移传感器9和待标定位移传感器10检测的模拟信号数据进行采集，计算模块2将模拟信号数据计算成位移数据。将待标定位移传感器10的位移数据与非接触式位移传感器9的位移数据进行对比，得到该工作频率下待标定位移传感器10性能指标数据。可得到一组不同工作频率下待标定位移传感器10的性能指标数据。
至此，完成了位移传感器动态标定过程。

Claims (1)

1.一种位移传感器动态标定方法，其特征在于具体步骤为：
第一步 搭建位移传感器动态标定系统、
位移传感器动态标定系统，包括：计算机(1)、计算模块(2)、数据采集卡(3)、运动控制卡(4)、电机驱动器(5)、电机(6)、电源(7)、曲臂连杆滑块机构(8)、非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)；电机(6)的转轴与曲臂连杆滑块机构(8)的曲臂中心轴同轴连接，运动控制卡(4)、数据采集卡(3)安装在计算机(1)中；运动控制卡(4)的输出端与电机驱动器(5)的输入端通过电缆连接，非接触式位移传感器(9)的输出端和待标定位移传感器(10)的输出端分别与数据采集卡(3)的输入端通过电缆连接；电源(7)的输出端分别与计算机(1)、电机驱动器(5)、非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)的电源(7)输入端通过电缆连接；计算模块(2)安装在计算机(1)中，用于计算位移数据；
第二步 电源(7)为各用电设备供电、
电源(7)分别为计算机(1)、电机驱动器(5)、非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)供电；
第三步 设定位移传感器的工作频率、
设定非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)的工作频率，计算模块(2)确定电机(6)的转速，通过运动控制卡(4)将控制信号发送给电机驱动器(5)，电机驱动器(5)接收运动控制卡(4)输出的控制信号，对该控制信号放大后输出给电机(6)，电机(6)旋转驱动曲臂连杆滑块机构(8)运动；
第四步 曲臂连杆滑块机构(8)带动位移传感器的感应零件做直线往复运动、
曲臂连杆滑块机构(8)带动非接触式位移传感器(9)的感应零件和待标定位移传感器(10)的感应零件做直线往复运动，非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)分别将其模拟信号数据发送至数据采集卡(3)；
第五步 计算模块(2)确定位移传感器的位移数据、
数据采集卡(3)对非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)检测的模拟信号数据进行采集，计算模块(2)将模拟信号数据转化成位移数据；
第六步 对比位移数据得到位移传感器的性能指标数据、
将待标定位移传感器(10)的位移数据与非接触式位移传感器(9)的位移数据进行对比，得到该工作频率下待标定位移传感器(10)的性能指标数据；
第七步 不同工作频率下对位移传感器进行标定、
为标定不同工作频率下待标定位移传感器(10)的性能指标，将非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)的工作频率设定为标定工作频率，计算模块(2)确定电机(6)的转速，通过运动控制卡(4)将控制信号发送给电机驱动器(5)，电机驱动器(5)接收运动控制卡(4)输出的控制信号，对该控制信号放大后输出给电机(6)，电机(6)旋转驱动曲臂连杆滑块机构(8)运动；曲臂连杆滑块机构(8)带动非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)的感应零件做直线往复运动，非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)分别将其模拟信号数据发送至数据采集卡(3)；数据采集卡(3)对非接触式位移传感器(9)和待标定位移传感器(10)检测的模拟信号数据进行采集，计算模块(2)将模拟信号数据转化成位移数据；将待标定位移传感器(10)的位移数据与非接触式位移传感器(9)的位移数据进行对比，得到该工作频率下待标定位移传感器(10)性能指标数据；能得到一组不同工作频率下待标定位移传感器(10)的性能指标数据；
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