CN107356188B - 一种位移传感器标定仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种位移传感器标定仪，用于高精度微距探头的检测与标定。利用电涡流原理或者电感原理制成的位移传感器常常应用于对位移检测精度要求较高的场合，该类传感器在生产和检验的过程中往往需要对被探测件进行标定。本发明主要包括：用于驱动被探测件的千分头、光杠及其安装座、能在光杆上自由移动的被探测件安装座、能实现角度定位的传感器安装座以及对上述组件定位的底座。本发明定位精度高、操作方便、适用范围广，能提高传感器标定精度的同时简化传感器标定的工作。
Description
技术领域
本发明涉及位移传感器的技术领域，具体涉及一种位移传感器标定仪，用于在电涡流传感器或者电感传感器的生产过程中，对其进行检验和标定。
背景技术
利用电涡流原理或者电感原理制成的位移传感器常常应用于对位移检测精度要求较高的场合，该类传感器对距被探测件的距离灵敏度较高，被探测件的材料属性和表面曲率同样对其有影响，在生产和检验的过程中往往需要用相同材料和相同表面曲率的被探测件对其进行标定。位移传感器标定仪的目的是在传感器的微距探头与被探测件对中的前提下精确的改变二者的距离并记录下传感器测试值的变化量，以此检验传感器的灵敏度。
现有发明专利CN201410093481.5、CN201410093482.X、CN201410314100.1和现有实用新型专利CN201320323961.7均非用于该类传感器的标定。其中发明专利CN201410093481.5、CN201410093482.X利用材料的弹性变形将被测位移等比例放大进行标定，但是其方案没有考虑复杂构件弹性变形的线性范围以及传感器的装夹精度。发明专利CN201410314100.1利用光学原理进行间接测量，机构复杂操作难度大。实用新型专利CN201320323961.7采用数据采集卡计算机等电气化设备简化了标定过程，但是通过步进电机实现微动，其标定精度难以保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一款对中精度高、操作方便、通用性好的位移传感器标定仪。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种位移传感器标定仪，包括千分头、千分头安装座、千分头伸长杆、光杠、被探测件安装座组件、光杠支架、传感器安装座组件和底座，其中，千分头安置在千分头安装座内；千分头安装座和光杠支架共同用于定位光杠；被探测件安装座组件上端吊装在光杠上自由滑动；下端通过千分头伸长杆与千分头连接；传感器安装座组件连同千分头安装座和光杠支架通过底座的凹槽定位。
其中，被探测件安装座组件包括直线轴承安装座、直线轴承、直线轴承压盖、安装螺钉和顶丝，其中直线轴承穿过光杠安装在直线轴承安装座上，并通过直线轴承盖压紧，直线轴承安装座同时通过顶丝与千分头伸长杆连接。
其中，传感器安装座组件包括轴承座、轴承、钢球、弹簧、螺钉、传感器安装盘和滑块，轴承安装在轴承座内，同时钢球、弹簧、螺钉依次安装在轴承座侧孔内，传感器安装盘上有滑槽安装滑块，下端有台阶与轴承配合，轴承座连同千分头安装座和光杠支架通过底座的凹槽定位。
其中，传感器安装盘上设有不同角度分布的多种滑槽每个滑槽内安装一个滑块，用于安装定位不同螺钉布置的传感器，传感器安装盘(下端设有凹槽与钢球配合，凹槽上分布若干的孔，以实现传感器安装盘的角度定位以及多角度切换。
本发明的原理是：利用电涡流原理(或者电感原理)制成的位移传感器其电流值(或者电感值)对距被探测件的距离非常敏感，被探测件的材料和表面曲率同样对其有影响，所以需要用相同材料和相同表面曲率的被探测件对其进行标定。位移传感器标定仪的目的是在传感器的微距探头与被探测件对中的前提下精确的改变二者的距离并记录下传感器测试值的变化量。
被探测件通过安装座固定在光杠上由千分头驱动，千分头安装座、光杠支架、传感器安装座通过同一个凹槽安装在底座上实现了三者的对中。被探测件与光杠的对中精度是由直线轴承安装座的加工精度来保证。传感器与传感器安装盘的同心是由传感器安装盘上的滑槽与滑块来实现。传感器在应用中往往通过周向均布的螺钉孔来安装定位，三个螺钉孔就可以定位一个圆。传感器安装盘上的沿半径方向开设多个滑槽，其中安装滑块实现小间隙的滑动以适应不同外径的传感器。而且滑槽按不同的角度分布以适应传感器螺钉孔均布角度的不同。这样当传感器沿周向均布的螺纹孔中有三个通过螺钉与滑块连接，则实现了传感器与传感器安装盘的同心。
被探测件如果是圆形的话，需要沿周向均布多个微距探头才能准确的掌握其位移。而一个千分头只能实现被探测件沿一个方向移动，即一次只能标定一个方向的探头，这样想要把周向分布的多个探头都标定完毕往往需要多次装夹或者引入另一个方向的驱动，这样给操作带来不便。本发明采用的方法是在传感器安装盘下面转轴部分的凹槽位置开孔，相应的轴承座上在千分头方向安装钢球并用弹簧压紧，实现传感器安装盘的角度定位以及多角度切换。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)被探测件吊装在光杠上，其重力全部由光杆承担，而且加装直线轴承，千分头驱动被探测件时受力较小，这样在驱动被探测件时不会因为千分头受力而导致位移精度降低。
(2)传感器安装盘可以安装不同外径、不同螺钉孔分布、含有多个探头的传感器，具有较广的应用范围。
(3)含有多个探头的传感器可以一次装夹后通过切换角度来实现对多个探头的标定，操作方便，简化了标定工作。
(4)本发明对中精度高，结构紧凑，操作简便，应用广泛。
附图说明
图1为本发明所述的位移传感器标定仪的应用示范简图；
图2为本发明所述的被探测件安装座组件结构简图；
图3为本发明所述的传感器安装座组件爆炸视图；
图4为本发明所述的传感器安装盘及其上安装的滑块；
图5为本发明所述的位移传感器标定仪的整体外观图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示的位移传感器标定仪的应用示范简图包括：千分头1、千分头安装座2、千分头伸长杆3、光杠4、被探测件安装座组件5、被探测件6、光杠支架7、底座8、传感器9、传感器安装座组件10、微距探头11。其中，千分头1安置在千分头安装座2内；千分头安装座2和光杠支架7共同用于定位光杠4；被探测件6通过被探测件安装座组件5吊装在光杠4上并自由滑动；被探测件安装座组件5下端通过千分头伸长杆3与千分头1连接；传感器9安装在传感器安装座组件10上；传感器安装座组件10连同千分头安装座2和光杠支架7通过底座8的凹槽定位。
图2所示为被探测件安装座组件结构简图，包括直线轴承安装座51、直线轴承52、直线轴承压盖53、安装螺钉54和顶丝55。其中直线轴承52穿过光杠4安装在直线轴承安装座51上，并通过直线轴承盖53压紧。直线轴承安装座51同时通过顶丝55与千分头伸长杆3连接。
图3所示为传感器安装座组件爆炸视图，包括轴承座101、轴承102、钢球103、弹簧104、螺钉105、传感器安装盘106和滑块107。轴承102安装在轴承座101内，同时钢球103、弹簧104、螺钉105依次安装在轴承座101侧孔内。传感器安装盘106上有滑槽安装滑块107，下端设有凹槽与钢球103配合，凹槽上分布若干的孔，以实现传感器安装盘106的角度定位以及多角度切换。
图4为传感器安装盘及其上安装的滑块，如图所示传感器安装盘106上分别设有间隔90°均布和间隔120°均布的两组滑槽，用于安装定位不同螺钉布置的传感器。每个滑槽内安装一个可滑动滑块，以适应不同外径的传感器。
图5为本发明所述的位移传感器标定仪的整体外观图。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种位移传感器标定仪，其特征在于：包括千分头(1)、千分头安装座(2)、千分头伸长杆(3)、光杠(4)、被探测件安装座组件(5)、光杠支架(7)、传感器安装座组件(10)和底座(8)，其中，千分头(1)安置在千分头安装座(2)内；千分头安装座(2)和光杠支架(7)共同用于定位光杠(4)；被探测件安装座组件(5)上端吊装在光杠(4)上自由滑动；下端通过千分头伸长杆(3)与千分头(1)连接；传感器安装座组件(10)连同千分头安装座(2)和光杠支架(7)通过底座(8)的凹槽定位。
2.根据权利要求1所述的一种位移传感器标定仪，其特征在于：被探测件安装座组件(5)包括直线轴承安装座(51)、直线轴承(52)、直线轴承压盖(53)、安装螺钉(54)和顶丝(55)，其中直线轴承(52)穿过光杠(4)安装在直线轴承安装座(51)上，并通过直线轴承压盖(53)压紧，直线轴承安装座(51)同时通过顶丝(55)与千分头伸长杆(3)连接。
3.根据权利要求1所述的一种位移传感器标定仪，其特征在于：传感器安装座组件(10)包括轴承座(101)、轴承(102)、钢球(103)、弹簧(104)、螺钉(105)、传感器安装盘(106)和滑块(107)，轴承(102)安装在轴承座(101)内，同时钢球(103)、弹簧(104)、螺钉(105)依次安装在轴承座(101)侧孔内，传感器安装盘(106)上有滑槽安装滑块(107)，下端有台阶与轴承(102)配合，轴承座(101)连同千分头安装座(2)和光杠支架(7)通过底座(8)的凹槽定位。
4.根据权利要求3所述的一种位移传感器标定仪，其特征在于：传感器安装盘(106)上设有不同角度分布的多种滑槽，每个滑槽内安装一个滑块，用于安装定位不同螺钉布置的传感器，传感器安装盘(106)下端设有凹槽与钢球(103)配合，凹槽上分布若干的孔，以实现传感器安装盘(106)的角度定位以及多角度切换。
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