CN107869948A - 一种差动式位移传感器的测试系统及其测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种差动式位移传感器测试系统及其测试方法，包括测试时与位移传感器连接的数字万用表、函数发生器和负载电阻，还包括底座、安装在底座上的支架，支架上安装垂直安装架，垂直安装架设有安装位移传感器的半圆槽，底座上设有万向微调磁性表座以及带有旋转手柄的高度尺，万向微调磁性表座上安装百分表，高度尺连接铁芯移动杆。与现有技术相比，本发明结构简单，方便实现，测试位移和电压精度高，使用高度尺，确保位移精度，使用百分表探测铁芯位移，测试铁芯位移准确性高；高精度五位半数字万用表，确保了输出电压测试精度，同时价格低廉，满足工程应用需要。

Description

一种差动式位移传感器的测试系统及其测试方法
技术领域
本发明涉及一种传感器的测试系统，尤其是涉及一种差动式位移传感器的测试系统及其测试方法。
背景技术
差动式位移传感器是一种高精密高灵敏度的电子产品，对输出电压的对称性、灵敏度及线性度都有较高要求，测试其输出电压与铁芯位移的关系曲线，可用来判定差动式位移传感器的对称性、灵敏度及线性度三个重要的特性指标，从而判定传感器的合格性、优劣性和精密性。
差动式位移传感器的测试系统有很多种，常见的有用模拟电路搭建的传感器测试试验台和开发专用软件自动测试系统这两种。传感器测试试验台一般需要激振源、振动台、测微头、振动梁、调零网络、载波信号源、移相电路、低通滤器和相敏检波电路等设备或模拟电路组成，自行搭建比较麻烦，购买费用比较昂贵，传感器测试试验台大多用于实验室、科研单位、教研机构等，对专业设备的要求比较高，主要用于位移传感器的原理研究。开发专用软件的自动测试系统，优点是专用测试系统，一键式操作，直接获得测试数据和测试结果，方便可靠；缺点是开发费用昂贵，高达数万至上十万。对于工程应用，在没有专业设备、又要考虑经济实用的情况下，上述两种测试方法都不太适合。
中国专利CN 103900458A公开了一种差动式位移传感器测试装置，包括步进电机、滚珠丝杠、连接平台、移动平台、固定平台，连接平台、移动平台、固定平台自上而下通过立柱相连，连接平台和固定平台与立柱相对位置固定，移动平台可沿立柱上下移动，步进电机固定在连接平台上，滚珠丝杠穿过移动平台，滚珠丝杠的上端通过推力轴承与连接平台相连，滚珠丝杠的下端通过球轴承安装在固定平台上，移动平台上安装滚珠螺母，滚珠螺母与滚珠丝杠相配合，移动平台上通过销钉安装夹紧套，夹紧套和移动平台之间安装压紧弹簧，夹紧套可绕销钉转动，压紧弹簧推动夹紧套压紧传感器，该发明可测量差动式位移传感器的输出信号与位移特性，但装置结构比较复杂，制造成本高，测量存在比较大的误差。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种简单实用、成本低、精度高的差动式位移传感器的测试系统及其测试方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种差动式位移传感器测试系统，包括测试时与位移传感器连接的数字万用表、函数发生器和负载电阻，还包括底座、安装在底座上的支架，支架上安装垂直安装架，所述的垂直安装架设有安装位移传感器的半圆槽，所述的底座上设有万向微调磁性表座以及带有旋转手柄的高度尺，所述的万向微调磁性表座上安装百分表，所述的高度尺连接铁芯移动杆。
所述的垂直安装架设有辅助安装块，辅助安装块上安装用于固定位移传感器的快速夹头。
所述的半圆槽的下端设有防止位移传感器下滑的凸出台阶。
所述的万向微调磁性表座通过磁力吸附在底座上。
所述的数字万用表采用高精度数字式五位半数字万用表。
所述的垂直安装架通过螺钉与支架连接，所述的辅助安装块通过螺钉与垂直安装架连接，所述的快速夹头通过螺钉与辅助安装块连接。
该测试系统的测试位移精度为0.01mm，输出电压值精确至0.001mV。
所述的差动式位移传感器测试系统的测试方法，具体包括以下步骤：
(a)将位移传感器安装在垂直安装架的半圆槽中，使位移传感器的传感器铁芯处于自由垂直状态，使百分表的表头接触传感器铁芯的上端，传感器铁芯的下端不与铁芯移动杆接触，打开函数发生器为位移传感器供电，将高度尺和百分表的数字归零；
(b)旋转高度尺的旋转手柄，带动铁芯移动杆自下向上移动，当铁芯移动杆触碰到传感器铁芯后，记录百分表读数的变化量，作为传感器铁芯的移动初值，移开百分表，将高度尺数字归零，使铁芯移动杆推动传感器铁芯继续向上移动；
(c)铁芯移动杆推动传感器铁芯升到最高位置后，记录高度尺的位移数据，加上移动初值，作为传感器铁芯的最大移动位移；
(d)重复步骤，在传感器铁芯从下往上移动过程中，探测数字万用表输出电压的最小值，作为输出中心点；
(e)找到输出中心点后，将高度尺数字归零，使传感器铁芯以输出中心点为中心向上或向下对称移动，记录相应的移动位移数据及输出电压值，通过位移数据及输出电压值计算位移传感器的线性度、对称度和灵敏度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、结构简单，方便实现。本发明通过将常见设备的巧妙组合，设计出差动式位移传感器测试系统，相比现有的传感器测试试验台以及软件自动测试系统，结构简单，操作起来也更加方便；
2、测试精度高。本测试系统通过采用百分表以及高度尺，位移精度高达0.01mm，通过采用采用高精度数字式五位半万用表，输出电压值精确至0.001mV，非常适合高精密传感器的性能检测，确保位移传感器测试的准确；
3、价格低廉，满足工程应用需要。本发明由于采用的均是常用设备，方便搭建，制作成本以及使用成本都比较低，非常适用于产品型式检验和出厂检验。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图中：1-底座；2-支架；3-垂直安装架；4-位移传感器；5-辅助安装块；6-铁芯移动杆；7-快速夹头；8-万向微调磁性表座；9-百分表；10-高度尺；11-数字万用表；12-函数发生器；13-传感器铁芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种差动式位移传感器测试系统，如图1所示，包括测试时与位移传感器4连接的数字万用表11、函数发生器12和负载电阻，数字万用表11采用高精度数字式五位半万用表，还包括底座1、安装在底座1上的支架2，支架2上安装垂直安装架3，垂直安装架3设有安装位移传感器4的半圆槽，半圆槽的下端设有防止位移传感器下滑的凸出台阶，底座1上设有万向微调磁性表座8以及带有旋转手柄的高度尺10，万向微调磁性表座8上安装百分表9，高度尺10连接铁芯移动杆6，垂直安装架3设有辅助安装块5，辅助安装块5上安装用于固定位移传感器4的快速夹头7，万向微调磁性表座8通过磁力吸附在底座1上，垂直安装架3通过螺钉与支架2连接，辅助安装块5通过螺钉与垂直安装架3连接，快速夹头7通过螺钉与辅助安装块5连接，该测试系统的测试位移精度为0.01mm。
采用本差动式位移传感器测试系统，具体方法包括以下步骤：
(a)将位移传感器4安装在垂直安装架3的半圆槽中，使位移传感器4的传感器铁芯13处于自由垂直状态，使百分表9的表头接触传感器铁芯13的上端，传感器铁芯13的下端不与铁芯移动杆6接触，打开函数发生器12为位移传感器4供电，将高度尺10和百分表9的数字归零；
(b旋转高度尺10的旋转手柄，带动铁芯移动杆6自下向上移动，当铁芯移动杆6触碰到传感器铁芯13后，记录百分表9读数的变化量，作为传感器铁芯13的移动初值，移开百分表9，将高度尺10数字归零，使铁芯移动杆6推动传感器铁芯13继续向上移动；
(c)铁芯移动杆6推动传感器铁芯13升到最高位置后，记录高度尺10的位移数据，加上移动初值，作为传感器铁芯13的最大移动位移；
(d)重复步骤b，在传感器铁芯13从下往上移动过程中，探测数字万用表11输出电压的最小值，作为输出中心点；
(e)找到输出中心点后，将高度尺10数字归零，使传感器铁芯13以输出中心点为中心向上或向下对称移动，记录相应的移动位移数据及输出电压值，通过位移数据及输出电压值计算位移传感器4的线性度、对称度和灵敏度。

Claims (8)

1.一种差动式位移传感器测试系统，包括测试时与位移传感器(4)连接的数字万用表(11)、函数发生器(12)和负载电阻，还包括底座(1)、安装在底座(1)上的支架(2)，支架(2)上安装垂直安装架(3)，其特征在于，所述的垂直安装架(3)设有安装位移传感器(4)的半圆槽，所述的底座(1)上设有万向微调磁性表座(8)以及带有旋转手柄的高度尺(10)，所述的万向微调磁性表座(8)上安装百分表(9)，所述的高度尺(10)连接铁芯移动杆(6)。
2.根据权利要求1所述的一种差动式位移传感器测试系统，其特征在于，所述的垂直安装架(3)设有辅助安装块(5)，辅助安装块(5)上安装用于固定位移传感器(4)的快速夹头(7)。
3.根据权利要求1所述的一种差动式位移传感器测试系统，其特征在于，所述的半圆槽的下端设有防止位移传感器(4)下滑的凸出台阶。
4.根据权利要求1所述的一种差动式位移传感器测试系统，其特征在于，所述的万向微调磁性表座(8)通过磁力吸附在底座(1)上。
5.根据权利要求1所述的一种差动式位移传感器测试系统，其特征在于，所述的数字万用表(11)采用高精度数字式五位半数字万用表(11)。
6.根据权利要求1所述的一种差动式位移传感器测试系统，其特征在于，所述的垂直安装架(3)通过螺钉与支架(2)连接，所述的辅助安装块(5)通过螺钉与垂直安装架(3)连接，所述的快速夹头通过螺钉与辅助安装块(5)连接。
7.根据权利要求1所述的一种差动式位移传感器测试系统，其特征在于，该测试系统的测试位移精度为0.01mm，输出电压值精确至0.001mV。
8.一种采用如权利要求1所述的差动式位移传感器测试系统的测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(a)将位移传感器(4)安装在垂直安装架(3)的半圆槽中，使位移传感器(4)的传感器铁芯(13)处于自由垂直状态，使百分表(9)的表头接触传感器铁芯(13)的上端，传感器铁芯(13)的下端不与铁芯移动杆(6)接触，打开函数发生器(12)为位移传感器(4)供电，将高度尺(10)和百分表(9)的数字归零；
(b)旋转高度尺(10)的旋转手柄，带动铁芯移动杆(6)自下向上移动，当铁芯移动杆(6)触碰到传感器铁芯(13)后，记录百分表(9)读数的变化量，作为传感器铁芯(13)的移动初值，移开百分表(9)，将高度尺(10)数字归零，使铁芯移动杆(6)推动传感器铁芯(13)继续向上移动；
(c)铁芯移动杆(6)推动传感器铁芯(13)升到最高位置后，记录高度尺(10)的位移数据，加上移动初值，作为传感器铁芯(13)的最大移动位移；
(d)重复步骤(b)，在传感器铁芯(13)从下往上移动过程中，探测数字万用表(11)输出电压的最小值，作为输出中心点；
(e)找到输出中心点后，将高度尺(10)数字归零，使传感器铁芯(13)以输出中心点为中心向上或向下对称移动，记录相应的移动位移数据及输出电压值，通过位移数据及输出电压值计算位移传感器(4)的线性度、对称度和灵敏度。
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