CN107514986A - 一种基于气浮平台的位移传感器校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于气浮平台的位移传感器校准装置，包括大理石平台、安装在所述大理石平台上的气浮直线平台；在所述气浮直线平台上设有由光栅尺和直线电机组成的闭环高精度控制系统，所述光栅尺沿气浮直线平台长度方向固定在气浮直线平台上；沿所述气浮直线平台长度方向依次设有位于同一轴线的激光干涉仪、分光镜、反光镜和位移传感器；所述反光镜安装在一气浮滑块上，该气浮滑块可滑动地设置在所述气浮直线平台上，其与所述直线电机相连，在直线电机的驱动下沿气浮直线平台相对滑动和锁定。本装置极大地减少了校准过程中回程误差、机械振动、爬行等情况的产生，极大地提高了校准精度。

Description

一种基于气浮平台的位移传感器校准装置

技术领域

本发明涉及检定与校准技术领域，具体为一种基于气浮平台的位移传感器校准装置。

背景技术

位移传感器又称为线性传感器，其感受长度尺寸的变化并转化为电信号输出，常用于测量位移、距离等长度尺寸。位移传感器的应用范围相当广泛，常用在工业或者建筑桥梁等方面，广泛应用于各行各业的测试。

为了保证位移传感器的测量精度和可靠性，需要对传感器做定期校准。目前对于精度要求高的位移传感器的校准主要是通过激光干涉仪提供标准位移，由位移传感器对该标准位移量进行检测，得到位移传感器的输入和输出的关系，从而实现传感器的校准。然而目前的通过激光干涉仪校准位移传感器的校准装置通常采用丝杆导轨平台，其回程误差较大，机械振动大从而导致测量精度不高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于气浮平台的位移传感器校准装置，其采用气浮直线平台作为线性基台，极大地减少了校准过程中回程误差、机械振动、爬行等情况的产生，极大地提高了校准精度。

本发明技术方案如下：

一种基于气浮平台的位移传感器校准装置，其关键在于：包括大理石平台、安装在所述大理石平台上的气浮直线平台；在所述气浮直线平台上设有由光栅尺和直线电机组成的闭环高精度控制系统，所述光栅尺沿气浮直线平台长度方向固定在气浮直线平台上；沿所述气浮直线平台长度方向依次设有位于同一轴线的激光干涉仪、分光镜、反光镜和位移传感器；所述反光镜安装在一气浮滑块上，该气浮滑块可滑动地设置在所述气浮直线平台上，其与所述直线电机相连，在直线电机的驱动下沿气浮直线平台相对滑动和锁定。

所述气浮直线平台接入气源，所述气浮滑块悬浮起来，在直线电机的驱动下能够实现气浮滑块高精度、高稳定性的直线运动，从而带动气浮滑块上的反射镜移动。反射镜移动产生移动的位移数据，使得激光干涉仪和被校准的位移传感器同时产生位移数据，激光干涉仪产生的位移数据作为校准标准源；由光栅尺精确反馈产生的位移数据，从而实现对位移传感器的校准。

采用气浮直线平台作为线性基台，相对传统的丝杆导轨平台，极大地减少了回程误差、机械振动、爬行等情况的产生，极大地提高了校准精度。气浮滑块和直线电机连接，驱动直线电机就可以带动气浮滑块运动，气浮平台上设有光栅尺，可以精确反馈位移数据，实现闭环控制，校准步骤简单，测量精度高。

进一步的，所述基于气浮平台的位移传感器校准装置还包括干涉仪调整台和位移传感器调整台；所述激光干涉仪和分光镜固定安装在干涉仪调整台上，该干涉仪调整台安装在所述气浮直线平台一端；所述位移传感器固定安装在位移传感器调整台上，该位移传感器调整台安装在所述气浮直线平台另一端。

进一步的，所述气浮直线平台两个端部还设有限位开关，所述限位开关与所述直线电机相连。限位开关对气浮直线平台起保护作用。

进一步的，所述激光干涉仪的校准光轴和被校准的位移传感器的测量轴线位于同一轴线。满足阿贝尔定律，减少了阿贝尔误差的产生。

进一步的，所述基于气浮平台的位移传感器校准装置的校准量程为0-1000mm。既能实现小量程位移传感器的高精度校准，又能实现大量程位移传感器的高精度校准。

有益效果：

1、采用气浮直线平台作为线性基台，相对传统的丝杆导轨平台，极大地减少了回程误差、机械振动、爬行等情况的产生，极大地提高了校准精度。

2、激光干涉仪的校准光轴和被校准位移传感器的测量轴线在同一轴线上，满足阿贝尔定律，减少了阿贝尔误差的产生。

3、气浮滑块和直线电机连接，驱动直线电机就可以实现气浮滑块高精度、高稳定性的直线运动，气浮平台上设有光栅尺，可以精确反馈位移数据，从而实现闭环控制，校准步骤简单，测量精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图；

附图中：1-大理石平台，2-气浮直线平台，3-气浮滑块，4-激光干涉仪，5-分光镜，6-反射镜，7-干涉仪调整台，8-光栅尺，9-直线电机,10-位移传感器调整台，11-位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

在本实施例中，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种基于气浮平台的位移传感器校准装置，包括大理石平台1、安装在所述大理石平台1上的气浮直线平台2；在所述气浮直线平台2上设有由光栅尺8和直线电机9组成的闭环高精度控制系统，该光栅尺8沿气浮直线平台2长度方向固定在该气浮直线平台2上；沿所述气浮直线平台2长度方向依次设有位于同一轴线的激光干涉仪4、分光镜5、反光镜6和位移传感器11；所述反光镜6安装在一气浮滑块3上，该气浮滑块可滑动地设置在气浮直线平台2上，其与所述直线电机9相连，在直线电机9的驱动下沿气浮直线平台2相对滑动和锁定。

所述基于气浮平台的位移传感器校准装置还包括干涉仪调整台7和位移传感器调整台10；所述激光干涉仪4和分光镜5固定安装在干涉仪调整台7上，该干涉仪调整7台安装在所述气浮直线平台2一端；被校准的位移传感器11固定安装在位移传感器调整台10上，该位移传感器调整台10安装在所述气浮直线平台另一端。

所述气浮平台2接入气源，所述气浮滑块3悬浮起来，在直线电机的驱动下沿气浮平台2长度方向相对滑动和锁定，实现气浮滑块3高精度、高稳定性的直线运动，从而带动气浮滑块3上的反射镜6移动。反射镜6移动产生移动的位移数据，使得激光干涉仪4和被校准的位移传感器10同时产生位移数据，由光栅尺精确反馈产生的位移数据，激光干涉仪4产生的位移数据作为校准标准源，从而实现对位移传感器的校准。

所述气浮直线平台2两个端部还设有限位开关，所述限位开关与所述直线电机9相连。限位开关对气浮直线平台起保护作用。

所述激光干涉仪4的校准光轴和被校准传感器10的测量轴线位于同一轴线满足阿贝尔定律，减少了阿贝尔误差的产生。

所述基于气浮平台的位移传感器校准装置的校准量程为0-1000mm。既能实现小量程位移传感器的高精度校准，又能实现大量程位移传感器的高精度校准。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种基于气浮平台的位移传感器校准装置，其特征在于：包括大理石平台、安装在所述大理石平台上的气浮直线平台；在所述气浮直线平台上设有由光栅尺和直线电机组成的闭环高精度控制系统，所述光栅尺沿气浮直线平台长度方向固定在气浮直线平台上；沿所述气浮直线平台长度方向依次设有位于同一轴线的激光干涉仪、分光镜、反光镜和位移传感器；所述反光镜安装在一气浮滑块上，该气浮滑块可滑动地设置在所述气浮直线平台上，其与所述直线电机相连，在直线电机的驱动下沿气浮直线平台相对滑动和锁定。

2.根据权利要求1所述的基于气浮平台的位移传感器校准装置，其特征在于：还包括干涉仪调整台和位移传感器调整台；所述激光干涉仪和分光镜固定安装在干涉仪调整台上，该干涉仪调整台安装在所述气浮直线平台一端；所述位移传感器固定安装在位移传感器调整台上，该位移传感器调整台安装在所述气浮直线平台另一端。

3.根据权利要求1所述的基于气浮平台的位移传感器校准装置，其特征在于：所述气浮直线平台两个端部还设有限位开关，所述限位开关与所述直线电机相连。

4.根据权利要求1所述的基于气浮平台的位移传感器校准装置，其特征在于：所述激光干涉仪的校准光轴和被校准的位移传感器的测量轴线位于同一轴线。

5.根据权利要求1所述基于气浮平台的位移传感器校准装置，其特征在于：所述基于气浮平台的位移传感器校准装置的校准量程为0-1000mm。