CN110470206B - 磁尺标定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磁尺标定装置，包括标定台和标尺支架，所述标定台包括机箱、设置在所述机箱内的控制主板和设置在所述机箱上的触摸屏及调节面板，所述控制主板上设置有控制器、控制电路和传感器接口电路，所述标尺支架内设有多个电磁铁，所述标尺支架顶部一端设置有定位基准块，所述标尺顶部均布有多个V型限位块，所述控制器通过所述控制电路分别连接所述电磁铁，所述控制器还通过所述传感器接口电路连接待标定传感器，所述控制器连接所述触摸屏和所述调节面板。该磁尺标定装置具有结构简单、自动化程度高、精度高、无回差的优点。

Description

磁尺标定装置
技术领域
本发明涉及了一种磁尺标定装置。
背景技术
磁致伸缩线性位移/液位传感器，简称：磁尺，是应用磁致伸缩原理研制而成，达到计量级精度的，用于测量线性位移或液位的传感器。位移磁尺可用于检测位移、位置定位，如液压缸行程检测。液位磁尺可用于各类液体液位、界面的测量。磁尺作为计量装置，在使用前或使用一段时间后需要进行标定，也即校准。目前常用的方式是使用光栅尺等工具进行测量，但是使用光栅尺等测量工具时，通常配合电机和推杆等拖动浮子随光栅尺的读数头进行移动，以根据光栅尺测定的读数与磁尺测定的读数进行对比，从而对磁尺进行标定。但是该标定方式是以标定设备的变化量去检测待标定设备的变化量，而标定设备的变化量也可能存在误差，比如回差，因此造成标定也不一定准确。另外，该标定设备结构复杂，使用成较高。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种磁尺标定装置。
一种磁尺标定装置，包括标定台和标尺支架，所述标定台包括机箱、设置在所述机箱内的控制主板和设置在所述机箱上的触摸屏及调节面板，所述控制主板上设置有控制器、控制电路和传感器接口电路，所述标尺支架内设有多个电磁铁，所述标尺支架顶部一端设置有定位基准块，所述标尺支架顶部均布有多个V型限位块，所述控制器通过所述控制电路分别连接所述电磁铁，所述控制器还通过所述传感器接口电路连接待标定传感器，所述控制器连接所述触摸屏和所述调节面板。
基于上述，所述控制电路包括二极管D3、二极管D8、电阻R15、电阻R20、LED1、继电器K1和三极管Q1，三极管Q1的基极通过电阻R20连接控制器，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过继电器K1的线圈连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电源V15，二极管D3的阴极还分别连接二极管D8的阴极和电阻R15的一端，二极管D8的阳极连接三极管Q1的集电极，电阻R15的另一端通过LED1连接三极管Q1的集电极，继电器K1的触点两端分别连接电源V15和电磁铁。
基于上述，所述传感器接口电路包括RS485收发模块U4、电阻R8、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电容C8、接口端子P6、稳压管VD2和稳压管VD4，RS485收发模块U4的1脚、2脚、3脚和4脚分别连接控制器，RS485收发模块U4的8脚连接电源VDD5V并通过电容C8接地，RS485收发模块U45脚接地，RS485收发模块U4的6脚通过电阻R13连接电源VDD5V并连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接接口端子P6的1脚并通过稳压管VD4接地，RS485收发模块U4的7脚通过电阻R8接地并连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接接口端子P6的2脚并通过稳压管VD2接地，接口端子P6的3脚接地、4脚连接电源V1。
基于上述，所述电磁铁有3～10个，呈直线排列。
基于上述，所述电磁铁有5个。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明将多个固定位置的电磁铁作为标定磁源，作为磁尺的标定浮子，通过控制主板启动不同的电磁铁进行不同位置的测量标定，即可对磁尺进行准确校准，由于不同的电磁铁之间相对位置是固定的，不存在读数可能带来的误差，因此标定精度更高、无回差，且结构简单，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明控制电路的电路结构示意图。
图3是本发明传感器接口电路的电路结构示意图。
图4是本发明控制器的电路结构示意图。
图5是本发明电源电路的电路结构示意图.
图中：1.机箱；2.标尺支架；3.触摸屏；4.调节面板；5.控制主板；6.定位基准块；7.电磁铁；8.V型限位块；9.磁尺；10.线缆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3和图4所示，一种磁尺标定装置，包括标定台和标尺支架2，所述标定台包括机箱1、设置在所述机箱1内的控制主板5和设置在所述机箱1上的触摸屏3及调节面板4，所述控制主板5上设置有控制器、控制电路和传感器接口电路，所述标尺支架2内设有多个电磁铁7，所述标尺支架2顶部一端设置有定位基准块6，所述标尺顶部均布有多个V型限位块8，所述控制器通过所述控制电路和线缆10分别连接所述电磁铁7，所述控制器还通过所述传感器接口电路连接待标定传感器，所述控制器连接所述触摸屏3和所述调节面板4。
使用时，将磁尺9放在标尺支架2上，V型限位块8对磁尺起到支撑和限位作用，防止标尺滚动，磁尺的一端抵压在定位基准块6上以对磁尺进行定位，通过传感器接口电路连接传感器的通信口。实际中调节面板4上设置有电源按键、磁尺接线柱等，通过调节面板4上的电源按键进行电源开关控制，通过触摸屏3输入控制指令，控制器通过控制电路控制电磁铁7通电以产生磁场，磁尺检测到磁场信号后，控制器通过传感器接口电路接收磁尺的检测信号，通过与发射信号进行对比以记录磁尺的检测数据，之后控制不同位置的电磁铁7通电，以获取磁尺对应不同位置的电磁铁7的检测数据。对应多个不同位置的电磁铁7进行多个位置的测量后，根据测量的多组数据对磁尺进行标定，标定原理采用现有技术。实际中电磁铁7是模拟磁尺的浮子，不同位置的电磁铁7即模拟为磁尺的浮子处于不同的位置，数据越多越准确，优选方案中，所述电磁铁7有3～10个，呈直线排列。在本实施例中，所述电磁铁7有5个。
具体的，所述控制电路包括二极管D3、二极管D8、电阻R15、电阻R20、LED1、继电器K1和三极管Q1，三极管Q1的基极通过电阻R20连接控制器，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过继电器K1的线圈连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电源V15，二极管D3的阴极还分别连接二极管D8的阴极和电阻R15的一端，二极管D8的阳极连接三极管Q1的集电极，电阻R15的另一端通过LED1连接三极管Q1的集电极，继电器K1的触点两端分别连接电源V15和电磁铁。实际中，继电器K1的一个触点连接电源V15，另一个触点还通过电阻和LED灯接地，每个控制电路控制连接一个电磁铁，图2中示出了一个控制电路及其控制的一个电磁铁YA1,LED灯用于指示电磁铁通电状态。本实施例中控制器为单片机U5，型号为STM32F103C8T6。正常状态下，继电器K1的触点处于常开状态，测试时，控制器输出高电平控制三极管Q1导通，继电器K1的线圈通电，继电器K1的触点闭合，电磁铁通过继电器K1接通电源V15，同时LED1点亮进行指示。实际中单片机U5连接多路控制电路。
所述传感器接口电路包括RS485收发模块U4、电阻R8、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电容C8、接口端子P6、稳压管VD2和稳压管VD4，RS485收发模块U4的1脚、2脚、3脚和4脚分别连接控制器，RS485收发模块U4的8脚连接电源VDD5V并通过电容C8接地，RS485收发模块U45脚接地，RS485收发模块U4的6脚通过电阻R13连接电源VDD5V并连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接接口端子P6的1脚并通过稳压管VD4接地，RS485收发模块U4的7脚通过电阻R8接地并连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接接口端子P6的2脚并通过稳压管VD2接地，接口端子P6的3脚接地、4脚连接电源V1。接口端子P6用于连接传感器，电磁铁通电后产生磁场，传感器浮子内的永磁环磁场发生变化，产生的电信号通过RS485收发模块U4传输至控制器。
实际中还包括电源电路，如图5所示，P1、P2为接口端子，P1用于接电源开关，P2用于连接市电；POWER1、U1和U2分别为电源芯片。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种磁尺标定装置，其特征在于：包括标定台和标尺支架，所述标定台包括机箱、设置在所述机箱内的控制主板和设置在所述机箱上的触摸屏及调节面板，所述控制主板上设置有控制器、控制电路和传感器接口电路，所述标尺支架内设有多个电磁铁，所述标尺支架顶部一端设置有定位基准块，所述标尺支架顶部均布有多个V型限位块，所述控制器通过所述控制电路分别连接所述电磁铁，所述控制器还通过所述传感器接口电路连接待标定传感器，所述控制器连接所述触摸屏和所述调节面板；
所述控制电路包括二极管D3、二极管D8、电阻R15、电阻R20、LED1、继电器K1和三极管Q1，三极管Q1的基极通过电阻R20连接控制器，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过继电器K1的线圈连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接电源V15，二极管D3的阴极还分别连接二极管D8的阴极和电阻R15的一端，二极管D8的阳极连接三极管Q1的集电极，电阻R15的另一端通过LED1连接三极管Q1的集电极，继电器K1的触点两端分别连接电源V15和电磁铁。
2.根据权利要求1所述的磁尺标定装置，其特征在于：所述传感器接口电路包括RS485收发模块U4、电阻R8、电阻R10、电阻R13、电阻R14、电容C8、接口端子P6、稳压管VD2和稳压管VD4，RS485收发模块U4的1脚、2脚、3脚和4脚分别连接控制器，RS485收发模块U4的8脚连接电源VDD5V并通过电容C8接地，RS485收发模块U45脚接地，RS485收发模块U4的6脚通过电阻R13连接电源VDD5V并连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接接口端子P6的1脚并通过稳压管VD4接地，RS485收发模块U4的7脚通过电阻R8接地并连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接接口端子P6的2脚并通过稳压管VD2接地，接口端子P6的3脚接地、4脚连接电源V1。
3.根据权利要求1所述的磁尺标定装置，其特征在于：所述电磁铁有3～10个，呈直线排列。
4.根据权利要求3所述的磁尺标定装置，其特征在于：所述电磁铁有5个。
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