CN108680304B - 一种压力表芯精度校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种压力表芯精度校准方法，包括压力表芯，所述压力表芯的连杆一端连接固定连接臂，连杆另一端连接平板，所述平板末端连接齿轮传动臂；根据固定连接臂末端位置及给定压力下的位移量在所述平板上实时定位钻孔，所钻的孔用于铰接连杆；所述平板上实时定位钻孔包括以下步骤：A、通过视觉传感器，测定给定压力下连接臂的变形量；B、根据变形量计算平板上连接孔的位置；C、在步骤B中确定的连接孔的位置钻孔，然后安装连杆。本发明的目的是针对以上问题，提供一种压力表芯精度校准方法，高效便捷，精度高，有效减小人工校准误差，便于批量生产。
Description
技术领域
本发明属于仪器仪表领域，具体为一种压力表芯精度校准方法。
背景技术
压力表（英文名称：pressure gauge）是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用极为普遍，它几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。
压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管、弹簧管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。
如图1、2所示的压力表芯，包括接头主体2，所述接头主体2底端开孔、内部中空且侧壁连接有弹簧管11，前端设置有机芯（1）；弹簧管11末端通过封口12密封；所述封口12连接有固定连接臂13、连杆14、U形连接臂15，且U形连接臂15上固定有齿轮传动臂16，所述齿轮传动臂16可转动地固定在传动臂轴17上；齿轮传动臂16末端与齿轮19配合，齿轮19设置于机芯（1）的中心轴20上，所述中心轴20上设置有游丝18，所述中心轴20末端连接机芯（1）外部的指针3。
连接臂13、连杆14、U形连接臂15，齿轮传动臂16，实现了当压力进入到弹簧管11内使其产生形变后，将形变量传递，并最终通过指针3显示出来。由于弹簧管11与接头主体2连接时，由于安装时的角度、位置等每一个都是有变化的，所以与弹簧管11连接的固定连接臂13的末端位置也是变化的。
为了消除这个因素带来的影响，需要用到U形连接臂15来调节，确保精度。U形连接臂15，是形变量传递的关键，也是精度校准的关键所在。现有技术中，U形连接臂15也称机芯弯钩，其作用是，在整体装配时，配合实现精度校准、出厂调零。
调节方法一般是采用镊子，将U形连接臂15的开口处的开合度进行调节，见图2中A处距离，从而实现传动比精度的校准，使实现指针3上的准确指示。
可以发现，在整体装配时，精度的校准是加工中用时最长的环节，而调节传动比是这个环节中主要环节。由于这一环节目前只能人工反复调节，打压测试，因此，导致生产效率不高、劳动强度高、对工人技能要求高，难以进行自动化生产，同时，受个人工作经验的影响导致的误差较大。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种压力表芯精度校准方法，高效便捷，精度高，有效减小人工校准误差，便于批量生产。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种压力表芯精度校准方法，包括压力表芯，所述压力表芯的连杆一端连接固定连接臂，其特征在于，连杆另一端连接平板，所述平板末端连接齿轮传动臂；所述平板上根据固定连接臂末端位置及给定压力下的位移量在平板上实时定位钻孔，所钻的孔用于铰接连杆；所述平板上实时定位钻孔包括以下步骤：
A、通过视觉传感器，测定给定压力下连接臂的变形量；
B、根据变形量计算平板上连接孔的位置；
C、根据步骤B中确定的连接孔的位置在平板上钻孔，然后安装连杆。
进一步的，所述步骤A中，变形量的测定是，将安装好弹簧管的压力表芯置于视觉传感器下，并固定于滑台上；在接头主体内不通压力气体时，通过视觉传感器检测固定连接臂末端的初始位置，并录入计算机；再向接头主体内通入一定压力，通过视觉传感器检测固定连接臂末端的终止位置，并录入计算机，得到连接臂偏移量。
进一步的，步骤C中，通过控制滑台动作，将压力表芯输送到钻孔装置下方，使平板上铰接孔的中心位置与钻头中心位置对齐，并钻孔。
进一步的，所述滑台采用伺服滑台，精度高，响应快，自动化程度强。
进一步的，连接臂的变形量是指连接臂末端的某一位置变化。
进一步的，计算连接孔的位置时，由于在一定压力下，指针转动的角度一定，相应的，齿轮以及中心轴的旋转角度固定，与齿轮配合的齿轮传动臂的旋转角度可以确定，平板末端连接齿轮传动臂，且旋转设置于传动臂轴；平板的旋转角度与齿轮传动臂的旋转角度相同；而连接臂的变形量可以通过连杆传递到平板的位置变化，因此，连接臂的变形量结合平板所需的旋转角度，进而可以在平板上计算得到钻孔位置，该位置在通过连杆联动后的位置变化，与连接臂的变形量的一致。
本发明的有益效果：提供一种压力表芯精度校准方法，高效便捷，精度高，有效减小人工校准误差，便于批量生产。
附图说明
图1为现有技术示压力表芯立体结构示意图。
图2为现有技术示压力表芯主视示意图。
图3为本发明压力表芯主视示意图。
图4为本发明齿轮传动臂传动示意图。
图中所述文字标注表示为：1、机芯；2、接头主体；3、指针；11、弹簧管；12、封口；13、固定连接臂；14、连杆；15、U形连接臂；16、齿轮传动臂；17、传动臂轴；19、齿轮；18、游丝；20、中心轴；。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图3-图4所示，本发明的具体结构为：
一种压力表芯精度校准方法，压力表芯需要先将机芯与接头主体连接，机芯上的连杆14一端连接固定连接臂13，连杆14另一端采用平板4取代U形连接臂15即机芯弯钩，所述平板4末端连接齿轮传动臂16，且一体成型；所述平板4上根据固定连接臂13末端位置实时定位钻孔，所钻的孔用于铰接连杆14；所述平板4上 实时定位钻孔包括以下步骤：
A、通过视觉传感器，测定给定压力下连接臂的变形量F；
变形量的测定是，将安装好弹簧管的压力表芯置于视觉传感器下，并固定于滑台上；在接头主体内不通压力气体时，通过视觉传感器检测固定连接臂末端的初始位置（x1，y1），并录入计算机；再将在接头主体内通入一定压力气体，通过视觉传感器检测固定连接臂末端的终止位置（x2，y2），并录入计算机，得到连接臂连接孔圆心的偏移量。
其中，连接臂的变形量是指，连接臂的变形量是指连接臂末端的某一位置变化，所选取位置的差异，可通过函数进行修正；本实施例中，检测的是连接臂末端的连接孔的圆心的位置变化。
B、根据变形量计算平板4上连接孔的位置；
C、在步骤B中确定的连接孔的位置钻孔，然后安装连杆14。
步骤C中，通过控制滑台动作，将压力表芯输送到钻孔装置下方，使平板4上铰接孔的中心位置与钻头中心位置对齐，并钻孔。
优选的，所述滑台采用伺服滑台，精度高，响应快，自动化程度强。
计算连接孔的位置时，如图4所示，虚线为运动后的位置状态，s表示以固定连接臂13的连接孔为圆心，连杆14为半径的弧长。由于在一定压力下，指针3转动的角度一定，相应的，齿轮19以及中心轴20的旋转角度固定，齿轮19与齿轮传动臂16配合，二者运动的弧长相等，因而齿轮传动臂16的旋转角度θ可以确定，平板4末端连接齿轮传动臂16，且旋转设置于传动臂轴17；平板4的旋转角度与齿轮传动臂16的旋转角度相同为θ；而连接臂的变形量可以通过连杆14传递到平板4的位置变化；进而可以在平板4上不同的取点位置，通过三角函数计算得到钻孔位置坐标（x，y），该位置在通过连杆14联动后的位置变化，与连接臂的变形量的一致；即钻孔位置坐标（x，y）在联动后的位置（x’，y’）,两点到传动臂轴17轴线的距离相等，且钻孔位置坐标（x，y）到初始位置（x1，y1）的距离，等于联动后的位置（x’，y’）到终止位置（x2，y2）的距离，即连杆14安装孔的中心距。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种压力表芯精度校准方法，包括压力表芯，所述压力表芯的连杆（14）一端连接固定连接臂（13），其特征在于，连杆（14）另一端连接平板（4），所述平板（4）末端连接齿轮传动臂（16）；根据固定连接臂（13）末端位置及给定压力下的位移量在所述平板（4）上实时定位钻孔，所钻的孔用于铰接连杆（14）；所述平板（4）上实时定位钻孔包括以下步骤：
A、通过视觉传感器，计算出给定压力下连接臂（13）的变形量；
B、根据变形量计算平板（4）上连接孔的位置；
C、根据步骤B中确定的连接孔位置在平板（4）上钻孔，然后安装连杆（14）；
所述步骤A中，变形量的测定是，将安装好弹簧管的压力表芯置于视觉传感器下，并固定于滑台上；在接头主体内不通压力时，通过视觉传感器检测固定连接臂末端的初始位置，并录入计算机；再向接头主体内通入一定压力，通过视觉传感器检测固定连接臂末端的终止位置，并录入计算机，得到连接臂偏移量；
步骤B中计算连接孔的位置时，由于在一定压力下，指针（3）需要转动的角度一定，相应的，齿轮（19）以及中心轴（20）的旋转角度固定，与齿轮配合的齿轮传动臂（16）的旋转角度可以确定，平板（4）末端连接齿轮传动臂（16），且旋转设置于传动臂轴（17），可知平板（4）的旋转角度与齿轮传动臂（16）的旋转角度相同；而连接臂（13）的变形量可以通过连杆（14）传递到平板（4），因此，连接臂（13）的变形量结合平板（4）所需的旋转角度，进而可以在平板（4）上计算得到钻孔位置，该位置在通过连杆（14）联动后的位置变化，与连接臂的变形量一致。
2.根据权利要求1所述的一种压力表芯精度校准方法，其特征在于，步骤C中，通过控制滑台动作，将压力表芯输送到钻孔装置下方，使平板（4）上连接 孔的中心位置与钻头中心位置对齐，并钻孔。
3.根据权利要求2所述的一种压力表芯精度校准方法，其特征在于，所述滑台采用伺服滑台。
4.根据权利要求1所述的一种压力表芯精度校准方法，其特征在于，连接臂的变形量是指连接臂末端的某一位置变化。
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