CN104913754A - 位移传感器性能的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种位移传感器性能的检测装置及方法，导向筒和给进装置同轴安装在平台上，光栅尺安装在平台上，并与导向筒和给进装置安装轴线平行，导向筒内滑动配合连接传递活塞连杆，传递活塞连杆一端接触连接给进装置，并通过拖动接头连接光栅尺，另一端接触连接被测位移传感器，导向筒连接安装座，安装座和传递活塞连杆的活塞端面之间设有复位弹簧；光栅尺通过信号转换器连接检测设备，用于将光栅尺的滑尺位移通过检测设备显示或记录读数，并输出对应的模拟电压信号；被测位移传感器的激励信号源接主线圈，次级线圈接检测设备。本发明推进装置的机械输入和光栅尺的光学信号输出可以相互验证，促使不合格传感器的在线运行率大幅度下降。

Description

位移传感器性能的检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种遥感测试装置，尤其是一种用于位移传感器性能的检测装置及方法。

背景技术

目前，在现代自动化控制领域，传感技术已经被广泛的采用，也是自动化控制系统闭环运行的配套技术。传感器作为一项高度敏感的信号转换元器件是自动化控制领域的眼睛和触角，它能有效地揭示自动控制系统运行过程中的数据，确保系统运行的数据与系统设定数据的变动保持在允许误差范围内。传感器的材质和制造工艺的差异会导致性能存在差异，各类自动化控制系统运行的允许误差要求也是不同的，例如伺服系统运行的允许误差就很小，要求配置高性能的传感器，。由于环境的干扰和影响以及敏感材质的老化和变异，传感器的性能会下降，转换信号会出现差异或失真，所以传感器交付的性能检测或在线运行的传感器性能定期检测是必须的。

发明内容

本发明是要提供一种位移传感器性能的检测装置及方法，用于精确地检测、判别位移传感器的性能指标，其位移传感器的铁芯运动行程和传感器的感应电压输出反映其性能，结合两种信号绘制的曲线就能判定其性能指标。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种位移传感器性能的检测装置，包括给进装置、拖动接头、导向筒、安装座、传递活塞连杆、复位弹簧、光栅尺、信号转换器、被测位移传感器，所述导向筒和给进装置同轴安装在平台上，所述光栅尺安装在平台上，并与导向筒和给进装置安装轴线平行，导向筒内滑动配合连接传递活塞连杆，传递活塞连杆一端接触连接给进装置，并通过拖动接头连接光栅尺，传递活塞连杆另一端接触连接被测位移传感器，所述导向筒连接用于固定被测位移传感器的安装座，所述安装座和传递活塞连杆的活塞端面之间设有复位弹簧；所述光栅尺通过信号转换器连接检测设备，用于将光栅尺的滑尺位移通过检测设备显示或记录读数，并输出对应的模拟电压信号；所述被测位移传感器的激励信号源接主线圈，次级线圈接检测设备。

所述给进装置通过T形支架安装在平台上；所述导向筒安装在V型铁上，V型铁通过底板固定在平台。

一种应用位移传感器性能的检测装置的测试方法，具体步骤是：

步骤1：将被测位移传感器的激励信号源接主线圈，次级线圈接检测设备；

步骤2：调整给进装置寻找被测位移传感器的零位，使得信号转换器读数为零，信号转化器输出接检测设备；

步骤3：连续调节给进装置，检测设备画出X-Y坐标上被测位移传感器的铁芯位移与被测位移传感器感应线圈输出电压信号的曲线；

步骤4：通过所绘制的曲线，计算出被测位移传感器性能指标：零位电压、线性度、线性量程指标参数；

步骤5：在被测位移传感器线性行程范围内，微调给进装置，观察信号转换器读数和传感器次级线圈输出电压，得到传感器灵敏度、分辨率指标参数；

步骤6：利用双或多通道示波器，采集并比较初级与次级线圈波形，可获得传感器相角指标参数；

步骤7：通过步骤1~步骤所获得的测试曲线及计算参数值可以判断传感器质量。

本发明的有益效果是：

本发明通过同时输入传感器和光栅尺一个位移量，采集传感器和光栅尺的输出。因为光栅尺的分辩率高达0.001mm，光栅和滑尺间的距离很短，光栅受干扰的概率趋向零，所以光栅尺的输出是准确、有效、稳定、可靠的，用采集到的光栅尺的输出检测传感器的输出，依此判别传感器的性能。

本发明以低成本、高分辨率检测传感器的传感性能，利于推动传感器的技术升级，自动控制系统的技术升级，国家科学技术的发展；

本装置结构简易、紧凑、实用、制作成本不高，另外推进装置以0.01mm的分辨率和光栅尺输出可以相互验证，可靠度高；

检测方法简捷、费用低，在线运行不合格传感器及时下线，确保自动控制系统的安全、可靠、运行成本下降。

附图说明

图1为本发明位移传感器检测装置结构主剖视图；

图2为本图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的右视图；

图5为本发明位移传感器检测装置原理框图；

图6为检测位移传感器曲线图；

其中：A线为理想输出特性曲线，B线为实际输出特性曲线。

具体实施方式

如图1~图5所示，一种位移传感器性能的检测装置，主要由给进装置1、T形支架2、拖动接头3、V型铁4、导向筒5、安装座6、传递活塞连杆7、平台8、底板9、复位弹簧10、挡块11、压紧螺钉12、卡箍13、光栅尺14、信号转换器15、被测位移传感器16、铁芯17等组成。

平台8上固定有T形支架2、底板9、光栅尺14、信号转换器15；T形支架2上安装给进装置；检测装置的底板9上固定V型铁4，V型铁4上固定导向筒5，导向筒5外形呈圆柱形，圆柱的轴线方向大小两孔成台阶。给进装置1通过T形支架2安装在平台8上；所述导向筒5安装在V型铁4上，V型铁4通过底板9固定在平台8。

导向筒5和给进装置1同轴安装，光栅尺14与导向筒5和给进装置1安装轴线平行，导向筒5内滑动配合连接传递活塞连杆7，传递活塞连杆7通过其活塞与导向筒5的大孔实施动配合，实现在导向筒5大孔内可以左右移动，传递活塞连杆7的右端杆部通过导向筒5的小孔伸出导向筒5外接触连接给进装置1，并通过拖动接头3连接光栅尺14，安装座6通过外螺纹与导向筒5的大孔端内螺纹链接，安装座6和传递活塞连杆7的活塞端面之间设有复位弹簧10，传递活塞连杆7的活塞端面和安装座的内端面分别是复位弹簧10的弹簧座。

安装座6是用于固定被测位移传感器16的，不同形状（形式）的位移传感器仅需改变安装座6即可。

安装座6旋入导向筒5后，在复位弹簧10的作用下传递活塞连杆7必然向右移动至极限位置。伸出导向筒5小孔的传递活塞杆7的杆部端面成半球形状，T形支架2上给进装置的左端面，顶住伸出导向筒5小孔的传递活塞连杆7的杆部球形表面呈显点接触状态。

光栅尺14的滑尺与拖动接头紧固成一体，伸出导向筒5右端的传递活塞杆7的右端杆，能够穿过拖动接头上的直径10毫米的孔并由紧定螺钉定位；

信号转换器15将光栅尺14的滑尺位移通过数码管显示读数，并输出对应的模拟电压信号。

被测传感器16安装到检测装置的过程：首先将被测传感器16与安装座5紧固成一体，接着将传递活塞杆7左杆端移出导向筒5口，位移传感器的铁芯17通过连杆与传递活塞连杆7连接，在传递活塞杆7左端杆上装上复位弹簧10后，将安装座6旋入导向筒5，最后将拖动接头上的直径10毫米孔，套在传递活塞杆7的右杆外圆上旋入紧定螺钉。传感器安装结束。

    对位移传感器性能检测装置实施系列化后，就能满足传感器规格的变化。如增加平台、导向筒、传递活塞杆、复位弹簧、安装座系列等。接长推进装置的旋转杆，对大位移传感器安装到检测装置后产生过长的悬臂现象，增添支撑设施等。

    检测过程：输入给进装置一个位移量，此位移量通过传递活塞杆推动传感器的滑动铁芯移动同样的位移，传感器内的感应线圈产生输出。同时有紧定螺钉定位的拖动接头带动光栅尺的滑尺随着传递活塞杆移动同样的位移，光栅尺产生的信号通过转换器输出。

被测位移传感器16性能检测步骤：

步骤1：将被测位移传感器16的激励信号源接主线圈，次级线圈接检测设备（如绘图记录仪）；

步骤2：调整给进装置1寻找被测位移传感器16的零位，使得信号转换器15读数为零，信号转化器输出接检测设备（如绘图记录仪）；

步骤3：连续调节给进装置1，绘图记录仪能够画出X-Y坐标上被测位移传感器16的铁芯17位移与被测位移传感器16感应线圈输出电压信号的曲线；

步骤4：通过所绘制的曲线（见附图6），可以计算出被测位移传感器16主要性能指标：零位电压（残余电压U₀）、线性度、饱和段S_F、线性量程S_L等指标参数；图中：A线为理想输出特性曲线，B线为实际输出特性曲线

步骤5：在被测位移传感器16线性行程范围内，微调给进装置1，观察信号转换器15读数和被测位移传感器16次级线圈输出电压，可以得到被测位移传感器16灵敏度、分辨率指标参数；

步骤6：利用双（多）通道示波器，采集并比较初级与次级线圈波形，可获得被测位移传感器16相角指标参数；

步骤7：通过步骤1~步骤6所获得的测试曲线及计算参数值可以判断传感器质量。

Claims (3)

1.一种位移传感器性能的检测装置，包括给进装置(1)、拖动接头(3)、导向筒(5)、安装座(6)、传递活塞连杆(7)、复位弹簧(10)、光栅尺(14)、信号转换器(15)、被测位移传感器(16)，其特征在于：所述导向筒(5)和给进装置(1)同轴安装在平台(8)上，所述光栅尺(14)安装在平台(8)上，并与导向筒(5)和给进装置(1)安装轴线平行，导向筒(5)内滑动配合连接传递活塞连杆(7)，传递活塞连杆(7)一端接触连接给进装置(1)，并通过拖动接头(3)连接光栅尺(14)，传递活塞连杆(7)另一端接触连接被测位移传感器(16)，所述导向筒(5)连接用于固定被测位移传感器(16)的安装座(6)，所述安装座(6)和传递活塞连杆(7)的活塞端面之间设有复位弹簧(10)；所述光栅尺(14)通过信号转换器(15)连接检测设备，用于将光栅尺(14)的滑尺位移通过检测设备显示或记录读数，并输出对应的模拟电压信号；所述被测位移传感器(16)的激励信号源接主线圈，次级线圈接检测设备。

2.根据权利要求1所述的位移传感器性能的检测装置，其特征在于：所述给进装置(1)通过T形支架(2)安装在平台(8)上；所述导向筒(5)安装在V型铁(4)上，V型铁(4)通过底板(9)固定在平台(8)。

3.一种应用权利要求1或2所述的位移传感器性能的检测装置的测试方法，其特征在于，具体步骤是：

步骤1：将被测位移传感器(16)的激励信号源接主线圈，次级线圈接检测设备；

步骤2：调整给进装置(1)寻找被测位移传感器(16)的零位，使得信号转换器(15)读数为零，信号转化器(15)输出接检测设备；

步骤3：连续调节给进装置(1)，检测设备画出X-Y坐标上被测位移传感器(16)的铁芯(17)位移与被测位移传感器(16)感应线圈输出电压信号的曲线；

步骤4：通过所绘制的曲线，计算出被测位移传感器(16)性能指标：零位电压、线性度、线性量程指标参数；

步骤5：在被测位移传感器(16)线性行程范围内，微调给进装置(1)，观察信号转换器(15)读数和传感器次级线圈输出电压，得到传感器灵敏度、分辨率指标参数；

步骤6：利用双或多通道示波器，采集并比较初级与次级线圈波形，可获得传感器相角指标参数；

步骤7：通过步骤1~步骤6所获得的测试曲线及计算参数值可以判断传感器质量。