CN111536867B - 电位器式传感器及气动平整度测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电位器式传感器及气动平整度测量仪，电位器式传感器包括两端呈开口设置的主活塞缸、电阻杆、导电活塞结构、电极结构及气动平衡装置，主活塞缸的侧壁设有相对的进气通道和出气通道，电阻杆的伸入端伸入至主活塞缸内，安装端呈密封且突出于主活塞缸的一端开口设置，导电活塞结构包括另一端开口伸入至主活塞缸内的导电活塞，导电活塞的测量端呈密封且突出于另一端开口设置，电极结构包括两个电极片，通过气动平衡装置控制进气通道和出气通道的开闭，向主活塞缸内注入气体或自主活塞缸排出气体，使导电活塞的测量端始终贴接至待测平面，获得两个电极片间的电阻参数，避免测量过程中导致测量平面磨损，提高了测量结果的精确度。

Description

电位器式传感器及气动平整度测量仪

技术领域

本发明涉及电位器技术领域，特别涉及一种电位器式传感器及气动平整度测量仪。

背景技术

电位器式传感器就是将机械位移通过电位器转换为与之成一定函数关系的电阻或电压输出的传感器，其广泛运用于生产生活，例如在对物件进行平整度测量时，可通过电位器式传感器与物件待测平面接触，以根据测量过程中输出的电阻或电压改变，来确定物件待测平面的平整度，但是通过现有的电位器式传感器对物件进行平整度测量时，会导致测量平面磨损，影响测量结果。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电位器式传感器，旨在优化现有的电位器式传感器，避免对物件进行平整度测量时，电位器式传感器会导致测量平面磨损，影响测量结果。

为实现上述目的，本发明提出的电位器式传感器，包括：

主活塞缸，两端呈开口设置，所述主活塞缸的侧壁设有相对的进气通道和出气通道；

电阻杆，具有相对的安装端以及伸入端，所述伸入端伸入至所述主活塞缸内，所述安装端呈密封且突出于所述主活塞缸的一端开口设置；

导电活塞结构，包括导电活塞，所述导电活塞内形成有安装腔，所述导电活塞具有相对的测量端与套装端，且在所述套装端设有连通所述安装腔的第一开口，所述套装端自所述主活塞缸的另一端开口伸入至所述主活塞缸内，且经所述第一开口密封套设在所述电阻杆的伸入端，所述测量端呈密封且突出于所述主活塞缸的另一端开口设置；

电极结构，包括分设于所述电阻杆的安装端与所述导电活塞的测量端的两个电极片；以及，

气动平衡装置，用以控制所述进气通道和所述出气通道的开闭，并向所述主活塞缸内注入气体或者自所述主活塞缸排出气体，使得所述导电活塞具有沿其长度方向上的活动行程，以使所述导电活塞的测量端始终贴接至待测平面，以获得两个所述电极片间的电阻参数。

可选地，所述导电活塞的测量端还设有连通所述安装腔的第二开口，所述安装腔的内侧壁形成一朝向所述第二开口的台阶面；

所述导电活塞结构还包括：

保持架，固定安装于所述测量端，所述保持架形成与所述第二开口连通的容置腔，所述保持架侧表面设有相对且均伸入至所述容置腔内的两个触碰感应电极，两个所述触碰感应电极与所述气动平衡装置电性连接；

导电滚珠，沿所述导电活塞长度方向活动安装于所述容置腔；以及，

压缩弹簧，设于所述安装腔内，且夹设于所述台阶面与所述导电滚珠之间；

其中，在所述导电滚珠的活动行程内，所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极触接而电导通，使得所述气动平衡装置控制所述出气通道打开排气，以使所述导电活塞朝向所述电阻杆活动，所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极分离，使得所述气动平衡装置控制所述进气通道打开注入气体，使得所述导电活塞背离所述电阻杆活动，进而使得所述导电滚珠始终与待测平面贴接。

可选地，所述气动平衡装置包括阀芯体，所述阀芯体包括可密封安装至所述出气通道的第一阀芯段以及可密封安装至所述进气通道的第二阀芯段，所述阀芯体具有沿所述主活塞缸径向的活动行程，用以使得所述第一阀芯段与所述第二阀芯段交替密封对应的所述出气通道与所述进气通道。

可选地，所述阀芯体还包括处于所述第一阀芯段与所述第二阀芯段之间的阀芯连杆段，所述阀芯连杆段的中部位置呈弯曲设置以形成一避让空间，用以供所述导电活塞穿设。

可选地，所述阀芯体的材质为磁性材质；

所述气动平衡装置还包括电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括分设于所述主活塞缸外侧壁且对应所述出气通道与所述进气通道设置的两个电磁铁，两个所述电磁铁均电性连接至两个所述触碰感应电极；

其中，所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极触接而电导通，对应处于所述出气通道处的电磁铁得电，对应处于所述进气通道处的电磁铁断电，以使得所述阀芯体密封所述进气通道，打开所述出气通道进行排气；

所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极分离，对应处于所述出气通道处的电磁铁断电，对应处于所述进气通道处的电磁铁得电，以使得所述阀芯体密封所述出气通道，打开所述进气通道进行注入气体。

可选地，所述主活塞缸的两端内壁面分别形成有靠近所述安装端的第一行程静电极片和远离所述安装端的第二行程静电极片，所述第一行程静电极片和第二行程静电极片均电性连接至所述两个所述电磁铁；

所述导电活塞外侧壁设置有行程开关动电极片，所述行程开关动电极片电性连接至所述两个所述电磁铁；

其中，在所述导电活塞的活动行程内，所述行程开关动电极片与所述第一行程静电极片电触接，对应处于所述进气通道处的电磁铁得电，对应处于所述出气通道处的电磁铁断电，以使得所述阀芯体密封所述出气通道，打开所述进气通道注入气体，以限制所述导电活塞靠近所述安装端的行程；

所述行程开关动电极片与所述第二行程静电极片电触接，对应处于所述出气通道处的电磁铁得电，对应处于所述进气通道处的电磁铁断电，以使得所述阀芯体密封所述进气通道，打开所述出气通道排气，以限制所述导电活塞远离所述安装端的行程。

为实现上述目的，本发明提出的气动平整度测量仪，包括：

基座；

龙门架，包括沿左右向间隔设置的两根立柱以及架设于两根所述立柱上端的横梁，两根所述立柱均安装于所述基座；

载物台，夹设于两根所述立柱之间，且具有前后向的活动行程，所述载物台形成有沿前后向延伸设置的安装面，所述安装面用于安置待测量物件；

测量组件，包括如上述所述的电位器式传感器，所述电位器式传感器活动安装至所述横梁，且具有上下向及左右向的活动行程，所述电位器式传感器用于与待测量物件的测量表面接触；

电驱动组件，包括第一电驱动组件和第二电驱动组件，所述第一电驱动组件设于所述基座与所述载物台之间，用以驱动所述载物台活动，所述第二电驱动组件设于所述横梁与所述电位器式传感器之间，用于驱动所述电位器式传感器靠近或远离所述待测量面；

控制装置，与所述测量组件及电驱动组件电性连接，用以控制所述电驱动组件工作且收集所述测量组件测量的结果以将所述结果绘制成曲线图。

可选地，所述基座上设置有沿前后向延伸设置的第一螺纹孔；

所述第一电驱动组件包括第一驱动电机、第一驱动螺杆及第一止转结构，所述第一驱动电机设于所述载物台的下端面，所述第一驱动电机具有沿前后向延伸的第一输出轴，所述第一驱动螺杆沿前后向延伸设置，所述第一驱动螺杆的一端固定连接于所述第一输出轴，且与所述第一输出轴同轴转动；

其中，所述第一驱动螺杆与所述第一螺纹孔螺纹连接，所述第一止转结构设于所述载物台与两根所述立柱之间。

可选地，所述横梁两端均设置有第一安装座；

所述第二电驱动组件包括横向驱动电机、横向驱动螺杆及第二止转结构，所述横向驱动电机设于所述横梁，所述横向驱动电机具有沿左右向延伸的第二输出轴，所述横向驱动螺杆的两端对应转动安装于所述第一安装座，且所述横向驱动螺杆的一端固定连接于所述第二输出轴，所述横向驱动螺杆与所述第二输出轴同轴转动；

所述测量组件还包括用以安装所述电位器式传感器的第二安装座，所述第二安装座沿上下向延伸设置，所述第二安装座的上端设置有沿左右向延伸设置第二螺纹孔；

其中，所述第二螺纹孔与所述横向驱动螺杆螺纹连接，且所述第二安装座的上端与所述横梁之间设置有所述第二止转机构。

可选地，所述第二电驱动组件还包括竖向驱动电机、竖向驱动螺杆及第三止转结构，所述竖向驱动电机设于所述第二安装座，且具有沿上下向延伸设置的第三输出轴，所述竖向驱动螺杆的一端固定连接于所述第三输出轴，且与所述第三输出轴同轴转动；

所述测量组件还包括安装架，所述安装架的上端形成有沿上相向延伸设置的第三螺纹孔，所述安装架的下端用以安装所述电位器式传感器；

其中，所述第三螺纹孔与所述竖向驱动螺杆螺纹连接，所述第三止转结构设于所述安装架与所述第二安装座之间。

本发明提供的技术方案中，所述电位器式传感器包括主活塞缸、电阻杆、导电活塞结构、电极结构及气动平衡装置，所述主活塞缸的两端呈开口设置，所述主活塞缸的侧壁设有相对的进气通道和出气通道，所述电阻杆具有相对的安装端以及伸入端，所述伸入端伸入至所述主活塞缸内，所述安装端呈密封且突出于所述主活塞缸的一端开口设置，所述导电活塞结构包括导电活塞，所述导电活塞内形成有安装腔，所述导电活塞具有相对的测量端与套装端，且在所述套装端设有连通所述安装腔的第一开口，所述套装端自所述主活塞缸的另一端开口伸入至所述主活塞缸内，且经所述第一开口密封套设在所述电阻杆的伸入端，所述测量端呈密封且突出于所述主活塞缸的另一端开口设置，所述电极结构包括分设于所述电阻杆的安装端与所述导电活塞的测量端的两个电极片，通过所述气动平衡装置用以控制所述进气通道和所述出气通道的开闭，当待测平面不平整，从一个测量点移动到另一个测量点时，若一个测量点的高度大于另一个测量点的高度，则需要打开进气通道，向主活塞缸内注入气体，若一个测量点的高度小于另一个测量点的高度，则需要打开出气通道，将主活塞缸内气体排出，使得所述导电活塞结构向着远离所述待测平面运动至与所述待测平面贴接，以获得两个所述电极片间的电阻参数，进而测出待测平面的平整度，避免测量过程中导致测量平面磨损，提高了测量结果的精确度。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的气动平整度测量仪的一实施例的结构示意图；

图2为图1中的电位器式传感器的结构示意图；

图3为图1中对待测平面进行测量时电位器式传感器的结构示意图；

图4为图1中对待测平面进行测量时气动平整度测量仪的结构示意图；

图5为图1中电驱动组件电连接示意图；

图6为图1中电驱动组件与控制装置电连接示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1000	气动平整度测量仪	1513	阀芯连杆段
100	电位器式传感器	152	电磁驱动装置
				11	主活塞缸	1521	电磁铁
111	进气通道	200	基座
				112	出气通道	300	龙门架
113	第一行程静电极片	310	立柱
				114	第二行程静电极片	320	横梁
12	电阻杆	400	载物台
				121	防脱挡块	500	控制装置
13	导电活塞结构	600	第一电驱动组件
				131	导电活塞	610	第一驱动电机
1311	安装腔	620	第一驱动螺杆
				1312	保持架	710	横向驱动电机
1313	导电滚珠	720	横向驱动螺杆
				1314	压缩弹簧	730	竖向驱动电机
1315	行程开关动电极片	740	竖向驱动螺杆
				15	气动平衡装置	a	电极片
151	阀芯体	b	触碰感应电极
				1511	第一阀芯段	c	弹簧卡槽
15111	第一阀芯挡沿	d	通气孔
				1512	第二阀芯段	e	第二安装座
15121	第二阀芯挡沿	f	安装架

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

电位器式传感器就是将机械位移通过电位器转换为与之成一定函数关系的电阻或电压输出的传感器，其广泛运用于生产生活，例如在对物件进行平整度测量时，可通过电位器式传感器与物件待测平面接触，以根据测量过程中输出的电阻或电压改变，来确定物件待测平面的平整度，但是通过现有的电位器式传感器对物件进行平整度测量时，会导致测量平面磨损，影响测量结果。

鉴于此，本发明提供一种气动平整度测量仪，所述气动平整度测量仪1000包括所述电位器式传感器100，只要是包含有所述电位器式传感器100均属于本发明的方案，图1至图6为本发明提供的电位器式传感器及气动平整度测量仪的一实施例。

请参阅图1至图2，所述电位器式传感器100包括主活塞缸11、电阻杆12、导电活塞结构13、电极结构及气动平衡装置15，所述主活塞缸11的两端呈开口设置，所述主活塞缸11的侧壁设有相对的进气通道111和出气通道112，所述电阻杆12具有相对的安装端以及伸入端，所述伸入端伸入至所述主活塞缸11内，所述安装端呈密封且突出于所述主活塞缸11的一端开口设置，所述导电活塞结构13包括导电活塞131，所述导电活塞131内形成有安装腔1311，所述导电活塞131具有相对的测量端与套装端，且在所述套装端设有连通所述安装腔1311的第一开口，所述套装端自所述主活塞缸11的另一端开口伸入至所述主活塞缸11内，且经所述第一开口密封套设在所述电阻杆12的伸入端，所述测量端呈密封且突出于所述主活塞缸11的另一端开口设置；所述电极结构包括分设于所述电阻杆12的安装端与所述导电活塞131的测量端的两个电极片a，所述气动平衡装置15用以控制所述进气通道111和所述出气通道112的开闭，并向所述主活塞缸11内注入气体或者自所述主活塞缸11排出气体，使得所述导电活塞131具有沿其长度方向上的活动行程，以使所述导电活塞131的测量端始终贴接至待测平面，以获得两个所述电极片a之间的电阻参数。

本发明提供的技术方案中，当待测平面不平整，从一个测量点移动到另一个测量点时，若一个测量点的高度大于另一个测量点的高度，则需要打开进气通道111，向主活塞缸11内注入气体，若一个测量点的高度小于另一个测量点的高度，则需要打开出气通道112，将主活塞缸11内气体排出，使得所述导电活塞131向着远离所述待测平面运动至与所述待测平面贴接，以获得两个所述电极片a之间的电阻参数，进而测出待测平面的平整度，避免测量过程中导致测量平面磨损，提高了测量结果的精确度。

需要说明的是，所述导电活塞131的测量端始终与所述待测平面贴接的方式可以有多种，例如，所述导电活塞131的测量端与所述待测平面直接贴接，或者所述导电活塞131的测量端通过其他物件与所述待测平面间接贴接。

实现所述电阻杆12的安装端与所述主活塞缸11的一端开口密封且突出设置的方式有多种，例如，可以在设置密封环，当然也可以在所述安装端与所述主活塞缸11的一端开口之间涂密封胶，需要说明的是，所述电阻杆12固定设置在所述主活塞缸11内。

为了避免在进行排气或吸气时堵住所述出气通道112或所述进气通道111，在本申请中，所述出气通道112或所述进气通道111处均设置有过滤器，以过滤进入所述主活塞缸11的气体，且防止杂物进入所述主活塞缸11内。

需要说明的是，所述进气通道111通过通气管道与气源装置连接，以向所述主活塞缸11内注入气体，所述出气通道112与外界相连，以将所述主活塞缸11内气体排出。

具体地，实现所述气动平衡装置15控制所述进气通道111打开注入气体的实现方式有多种，本申请对此不做限定，在本申请中，所述导电活塞131的测量端还设有连通所述安装腔1311的第二开口，所述安装腔1311的内侧壁形成一朝向所述第二开口的台阶面；所述导电活塞131还包括保持架1312、导电滚珠1313及压缩弹簧1314，所述保持架1312固定安装于所述测量端，所述保持架1312形成与所述第二开口连通的容置腔，所述保持架1312侧表面设有相对且均伸入至所述容置腔内的两个触碰感应电极b，两个所述触碰感应电极b与所述气动平衡装置15电性连接，所述导电滚珠1313，沿所述导电活塞131长度方向活动安装于所述容置腔，所述压缩弹簧1314设于所述安装腔1311内，且夹设于所述台阶面与所述导电滚珠1313之间，其中，当待测平面不平整，所述导电滚珠1313从一个测量点移动到另一个测量点时，若一个测量点的高度小于另一个测量点的高度时，会使得所述导电滚珠1313运动至与两个所述触碰感应电极b触接而电导通，使得所述气动平衡装置15控制所述出气通道112打开排气，以使所述导电活塞131朝向所述电阻杆12活动，避免测量滚珠在测量过程中导致所述待测平面磨损。当待测平面不平整，所述导电滚珠1313从一个测量点移动到另一个测量点时，若一个测量点的高度大于另一个测量点的高度时，所述导电滚珠1313与两个所述触碰感应电极b分离，使得所述气动平衡装置15控制所述进气通道111打开注入气体，使得所述导电活塞131背离所述电阻杆12活动，进而使得所述导电滚珠1313始终与待测平面贴接，保证了测量的顺利进行。

需要说明的的是，所述导电滚珠1313为耐磨材料制成，避免在测量过程中，所述导电滚珠1313磨损影响测量结果，且所述保持架1312采用绝缘材料，避免对所述导电滚珠1313产生干扰，影响测量结果。

为了避免所述导电活塞131对所述触碰感应电极b产生影响，所述触碰感应电极b插入绝缘套内，起到固定作用且避免所述导电活塞131与所述触碰感应电极b产生干扰，影响测量结果。

为了避免所述导电活塞131运动至于所述电阻杆12的伸入端脱离，所述电阻杆12的伸入端凸设有防脱挡块121，所述防脱挡块121与所述导电活塞131的所述台阶面相互抵住，如此设置，当导电活塞131完全伸出时，因为所述防脱挡块121与所述台阶面相抵，防止导电活塞131脱落。

为了将压缩弹簧1314安装于所述导电活塞131的安装腔1311，本申请中通过将弹簧卡槽c配合安装于所述导电活塞131内壁，然后将所述压缩弹簧1314安装于所述弹簧卡槽c内，使得所述压缩弹簧1314安装稳定，为了避免所述电阻杆12所在的电路对所述导电滚珠1313所在的电路产生影响，所述弹簧卡槽c、所述压缩弹簧1314、所述导电活塞131内壁的材料应采用绝缘材料，具体地，在本申请中，所述弹簧卡槽c采用塑料。

进一步地，为了控制所述进气通道111或所述出气通道112的打开或关闭，所述气动平衡装置15包括阀芯体151，所述阀芯体151包括可密封安装至所述出气通道112的第一阀芯段1511以及可密封安装至所述进气通道111的第二阀芯段1512，所述阀芯体151具有沿所述主活塞缸11径向的活动行程，用以使得所述第一阀芯段1511与所述第二阀芯段1512交替密封对应的所述出气通道112与所述进气通道111，如此设置，使得所述出气通道112与所述进气通道111中，其中一者打开，另一者关闭，保证了测量结果的准确性。

需要说明的的是，所述第一阀芯段1511和所述第二阀芯段1512均从所述主活塞缸11的外侧分别对所述出气通道112和所述进气通道111进行密封的，且所述第一阀芯段1511和所述第二阀芯段1512进行密封的一端呈锥面设置，且所述锥面均开设有通气孔d，当要进行密封时，所述通气孔d与所述出气通道112或所述进气通道111的内壁面密封抵接，如此设置，既实现了所述出气通道112和所述进气通道111的密封，也避免所述阀芯体151掉落在所述主活塞缸11腔体内。

为了限制所述第一阀芯段1511和所述第二阀芯段1512的运动行程，本申请所述第一阀芯段1511和所述第二阀芯段1512分别对应所述出气通道112与所述进气通道111设有第一阀芯挡沿15111和第二阀芯挡沿15121，如此设置，防止所述第一阀芯段1511和所述第二阀芯段1512从所述主活塞缸11脱落。

为了实现所述第一阀芯段1511与所述第二阀芯段1512交替密封对应的所述出气通道112与所述进气通道111，所述阀芯体151还包括处于所述第一阀芯段1511与所述第二阀芯段1512之间的阀芯连杆段1513，如此设置，保证了所述出气通道112与所述进气通道111中，其中一者打开，另一者关闭，且通过将所述阀芯连杆段1513的中部位置呈弯曲设置以形成一避让空间，用以供所述导电活塞131穿设，保证了所述导电活塞131在所述主活塞缸11内的运动。

为了打开所述出气通道112进行排气或打开所述进气通道111进行注入气体，所述阀芯体151的材质为磁性材质，所述气动平衡装置15还包括电磁驱动装置152，所述电磁驱动装置152包括分设于所述主活塞缸11外侧壁且对应所述出气通道112与所述进气通道111设置的两个电磁铁1521，两个所述电磁铁1521均电性连接至两个所述触碰感应电极b，其中，当所述导电滚珠1313运动至与两个所述触碰感应电极b触接而电导通，对应处于所述出气通道112处的电磁铁1521得电，对应处于所述进气通道111处的电磁铁1521断电，以使得所述阀芯体151密封所述进气通道111，进而打开所述出气通道112进行排气，当所述导电滚珠1313运动至与两个所述触碰感应电极b分离，对应处于所述出气通道112处的电磁铁1521断电，对应处于所述进气通道111处的电磁铁1521得电，以使得所述阀芯体151密封所述出气通道112，打开所述进气通道111进行注入气体，如此设置，操作简单。

需要说明的是，为了提高所述阀芯体151的反应速度，所述阀芯体151采用采用空心结构设计，以减小阀芯质量，从而提高所述阀芯体151的反应速度。

参照图2和图3，所述主活塞缸11的两端内壁面分别形成有靠近所述安装端的第一行程静电极片113和远离所述安装端的第二行程静电极片114，所述第一行程静电极片113和第二行程静电极片114均电性连接至所述两个所述电磁铁1521，所述导电活塞131外侧壁设置有行程开关动电极片1315，所述行程开关动电极片1315电性连接至所述两个所述电磁铁1521，其中，在所述导电活塞131的活动行程内，所述行程开关动电极片1315与所述第一行程静电极片113电触接，对应处于所述进气通道111处的电磁铁1521得电，对应处于所述出气通道112处的电磁铁1521断电，以使得所述阀芯体151密封所述出气通道112，打开所述进气通道111注入气体，以限制所述导电活塞131靠近所述安装端的行程，所述行程开关动电极片1315与所述第二行程静电极片114电触接，对应处于所述出气通道112处的电磁铁1521得电，对应处于所述进气通道111处的电磁铁1521断电，以使得所述阀芯体151密封所述进气通道111，打开所述出气通道112排气，以限制所述导电活塞131远离所述安装端的行程，如此设置，限制了所述导电活塞131的运动行程，避免所述导电活塞131与所述主活塞缸11内壁碰撞或者从所述主活塞缸11内脱落。

本发明还提供一种气动平整度测量仪1000，参照图1，包括基座200、龙门架300、载物台400、测量组件、电驱动组件及控制装置500，所述龙门架300包括沿左右向间隔设置的两根立柱310以及架设于两根所述立柱310上端的横梁320，两根所述立柱310均安装于所述基座200，所述载物台400夹设于两根所述立柱310之间，且具有前后向的活动行程，所述载物台400形成有沿前后向延伸设置的安装面，所述安装面用于安置待测量物件，所述测量组件包括电位器式传感器100，所述电位器式传感器100具备上述电位器式传感器100的全部技术特征，所述电位器式传感器100活动安装至所述横梁320，且具有上下向及左右向的活动行程，所述电位器式传感器100用于与待测量物件的测量表面接触，所述电驱动组件包括第一电驱动组件600和第二电驱动组件，所述第一电驱动组件600设于所述基座200与所述载物台400之间，用以驱动所述载物台400活动，所述第二电驱动组件设于所述横梁320与所述电位器式传感器100之间，用于驱动所述电位器式传感器100靠近或远离所述待测量面，所述控制装置500，与所述测量组件及电驱动组件电性连接，用以控制所述电驱动组件工作且收集所述测量组件测量的结果以将所述结果绘制成曲线图。

上述实现方式中，当要对待测平面进行平整度测量时，先将待测平面放置于载物台400，通过调整载物台400使其沿前后向活动，驱动测量组件沿上下向及左右向活动，以测量待测平面的平整度，将测量结果发送给控制装置500，通过控制装置500将测量结果绘制成曲线图以供测量者直观的得出待测平面的平整度。

具体地，为了实现所述载物台400沿前后向活动，所述基座200上端面设置有沿前后向延伸设置的第一螺纹孔，所述第一电驱动组件600包括第一驱动电机610、第一驱动螺杆620及第一止转结构，所述第一驱动电机610设于所述载物台400的下端面，所述第一驱动电机610具有沿前后向延伸的第一输出轴，所述第一驱动螺杆620沿前后向延伸设置，所述第一驱动螺杆620的一端固定连接于所述第一输出轴，且与所述第一输出轴同轴转动，当所述第一驱动电机610工作，所述第一输出轴转动以带动所述第一驱动螺杆620转动，因为所述第一驱动螺杆620与所述第一螺纹孔螺纹连接，所述第一止转结构设于所述载物台400与两根所述立柱310之间，以实现所述载物台400沿前后向活动。

为了驱动测量组件沿左右向活动，所述横梁320两端均设置有第一安装座；所述第二电驱动组件包括横向驱动电机710、横向驱动螺杆720第二止转结构，所述横向驱动电机710设于所述横梁320，所述横向驱动电机710具有沿左右向延伸的第二输出轴，所述横向驱动螺杆720的两端对应转动安装于所述第一安装座，且所述横向驱动螺杆720的一端固定连接于所述第二输出轴，所述横向驱动螺杆720与所述第二输出轴同轴转动，所述测量组件还包括用以安装所述电位器式传感器100的第二安装座e，所述第二安装座e沿上下向延伸设置，所述第二安装座e的上端设置有沿左右向延伸设置第二螺纹孔，当所述横向驱动电机710工作时，第二输出轴转动，带动所述横向驱动螺杆720转动，因为所述第二螺纹孔与所述横向驱动螺杆720螺纹连接，且所述第二安装座e的上端与所述横梁320之间设置有所述第二止转机构，从而使得所述第二安装座e沿左右向活动，及使得所述驱动测量组件沿左右向活动。

为了驱动测量组件沿上下向活动，所述第二电驱动组件还包括竖向驱动电机730、竖向驱动螺杆740及第三止转结构，所述竖向驱动电机730设于所述第二安装座e，且具有沿上下向延伸设置的第三输出轴，所述竖向驱动螺杆740的一端固定连接于所述第三输出轴，且与所述第三输出轴同轴转动，所述测量组件还包括安装架f，所述安装架f的上端形成有沿上相向延伸设置的第三螺纹孔，所述安装架f的下端用以安装所述电位器式传感器100，当所述竖向驱动电机730工作，所述第三输出轴转动，带动所述竖向驱动螺杆740转动，因为所述第三螺纹孔与所述竖向驱动螺杆740螺纹连接，所述第三止转结构设于所述安装架f与所述第二安装座e之间，从而使得所述安装架f沿上下向活动，因为所述安装架f用以安装所述电位器式传感器100，从而使得所述电位器式传感器100沿上下向活动。

上述气动紧锁式表面平整度伺服测量仪工作流程如下：

首先人工设置初始测量点并通过所述控制装置500进行测量，参照图3和图4，此时初始测量点必位于物块表面之上且将该点定为零点，该初始测量点位于所述横梁320的最右端，所述横向驱动螺杆720的中心线与所述电位器式传感器100上表面距离为H，所述电位器式传感器100处于不受力状态，此时所述电位器式传感器100的该长度为X+L，即极限长度。所述横向驱动电机710、所述第一驱动电机610、所述竖向驱动电机730分别受所述控制装置500控制，分别驱动所述横向驱动螺杆720、所述第一驱动螺杆620、所述竖向驱动螺杆740转动，从而控制所述电位器式传感器100移动至初始测量点。当开始测量时，所述控制装置500控制所述竖向驱动电机730带动所述竖向驱动螺杆740转动，从而使得所述电位器式传感器100下降，当所述电位器式传感器100上的所述导电滚珠1313与被测物体表面贴接，受到挤压时，所述导电滚珠1313则会与所述碰触感触电极接触，向所述控制装置500传递碰触信号，此时当所述控制装置500接收到信号后，立刻将该点的空间坐标记录下来，即此时所述电位器式传感器100的长度为△X+L，然后所述控制装置500控制所述横向驱动电机710带动所述横向驱动螺杆720缓慢转动，使位于所述电位器式传感器100上的所述导电滚珠1313沿左右向缓慢滑动，在滑动过程中所述导电滚珠1313上的所述导电滚珠1313始终与两个所述触碰感应电极b接触形成闭合回路，滑动轨迹可看成许多个点连接而成，在其滑动过程中，每移动一点，记录该点与上一点的相对位移即△H与△h之和，所述控制装置500始终记录接触点的空间坐标，当所述电位器式传感器100上的所述导电滚珠1313不再与物体表面接触时即平整度测量仪已经测量完物体在左右向的平整度。然后所述控制装置500控制所述竖向驱动电机730带动所述竖向驱动螺杆740转动，使所述电位器式传感器100上升到初始水平高度，此时所述控制装置500控制所述横向驱动电机710带动所述横向驱动螺杆720转动，使所述电位器式传感器100返回到初始位置，当这一系列动作完成时，表示一组沿左右向的物体表面平整度测完，然后所述控制装置500控制所述第一驱动电机610带动所述第一驱动螺杆620缓慢转动，每移动一点，则重复上述动作，表示在物体表面不同位置测量前后向的平整度，当物体整体表面平整度测完后，由于测量过程中，所述控制装置500记录了每一个点与其前一点的相对位置坐标，设置初始点为零点，那么每一点的坐标都会记录下来，再将其制成曲线图即可表示物体表面平整度的粗糙程度。

具体地，所述控制装置500包括PLC控制模块，KM1为横向驱动电机710正转继电器，KM2为横向驱动电机710反转继电器，KM3为第一驱动电机610正转继电器，KM4为第一驱动电机610反转继电器，KM5为竖向驱动电机730正转继电器，KM6为竖向驱动电机730反转继电器，参照图5和图6，当开始测量时，按下SB1启动按钮，PLC控制模块控制KM5闭合，竖向驱动电机730正转，带动竖向驱动螺杆740转动，当电位器式传感器100上的导电滚珠1313与被测物体表面碰触，受到挤压时，则会与触碰感应电极b接触，向PLC控制模块传递碰触信号，PLC控制模块控制KM1闭合，控制横向驱动电机710带动横向驱动螺杆720缓慢转动，使导电滚珠1313沿着左右向缓慢滑动，当导电滚珠1313不再与物体表面接触时即平整度测量仪已经测量完物体在左右向的平整度。然后PLC控制模块控制KM5断开，KM6闭合，竖向驱动电机730带动竖向驱动螺杆740反转，PLC控制模块控制KM1断开，KM2闭合，横向驱动电机带动横向驱动螺杆反转，使电位器式传感器100上升到初始水平高度，KM3断开，KM4闭合，第一驱动电机610带动第一驱动螺杆620反动，使电位器式传感器100返回到初始位置。当这一系列动作完成时，表示一组沿左右向的物体表面平整度测完，所述行程开关动电极片1315与第一行程静电极片113相接触，向PLC控制模块传递碰触信号，然后PLC控制模块控制KM3闭合，第一驱动电机610带动第一驱动螺杆620缓慢转动，每移动一点，则重复上述动作，以完成整个物体表面平面度的测量，当物体表面平面度的测量结束后，按下SB2停止按钮。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电位器式传感器，其特征在于，包括：

主活塞缸，两端呈开口设置，所述主活塞缸的侧壁设有相对的进气通道和出气通道；

电阻杆，具有相对的安装端以及伸入端，所述伸入端伸入至所述主活塞缸内，所述安装端呈密封且突出于所述主活塞缸的一端开口设置；

导电活塞结构，包括导电活塞，所述导电活塞内形成有安装腔，所述导电活塞具有相对的测量端与套装端，且在所述套装端设有连通所述安装腔的第一开口，所述套装端自所述主活塞缸的另一端开口伸入至所述主活塞缸内，且经所述第一开口密封套设在所述电阻杆的伸入端，所述测量端呈密封且突出于所述主活塞缸的另一端开口设置；

电极结构，包括分设于所述电阻杆的安装端与所述导电活塞的测量端的两个电极片；以及，

气动平衡装置，用以控制所述进气通道和所述出气通道的开闭，并向所述主活塞缸内注入气体或者自所述主活塞缸排出气体，使得所述导电活塞具有沿其长度方向上的活动行程，以使所述导电活塞的测量端始终贴接至待测平面，以获得两个所述电极片间的电阻参数。

2.如权利要求1所述的电位器式传感器，其特征在于，所述导电活塞的测量端还设有连通所述安装腔的第二开口，所述安装腔的内侧壁形成一朝向所述第二开口的台阶面；

所述导电活塞结构还包括：

保持架，固定安装于所述测量端，所述保持架形成与所述第二开口连通的容置腔，所述保持架侧表面设有相对且均伸入至所述容置腔内的两个触碰感应电极，两个所述触碰感应电极与所述气动平衡装置电性连接；

导电滚珠，沿所述导电活塞长度方向活动安装于所述容置腔；以及，

压缩弹簧，设于所述安装腔内，且夹设于所述台阶面与所述导电滚珠之间；

其中，在所述导电滚珠的活动行程内，所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极触接而电导通，使得所述气动平衡装置控制所述出气通道打开排气，以使所述导电活塞朝向所述电阻杆活动，所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极分离，使得所述气动平衡装置控制所述进气通道打开注入气体，使得所述导电活塞背离所述电阻杆活动，进而使得所述导电滚珠始终与待测平面贴接。

3.如权利要求2所述的电位器式传感器，其特征在于，所述气动平衡装置包括阀芯体，所述阀芯体包括可密封安装至所述出气通道的第一阀芯段以及可密封安装至所述进气通道的第二阀芯段，所述阀芯体具有沿所述主活塞缸径向的活动行程，用以使得所述第一阀芯段与所述第二阀芯段交替密封对应的所述出气通道与所述进气通道。

4.如权利要求3所述的电位器式传感器，其特征在于，所述阀芯体还包括处于所述第一阀芯段与所述第二阀芯段之间的阀芯连杆段，所述阀芯连杆段的中部位置呈弯曲设置以形成一避让空间，用以供所述导电活塞穿设。

5.如权利要求3所述的电位器式传感器，其特征在于，所述阀芯体的材质为磁性材质；

所述气动平衡装置还包括电磁驱动装置，所述电磁驱动装置包括分设于所述主活塞缸外侧壁且对应所述出气通道与所述进气通道设置的两个电磁铁，两个所述电磁铁均电性连接至两个所述触碰感应电极；

其中，所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极触接而电导通，对应处于所述出气通道处的电磁铁得电，对应处于所述进气通道处的电磁铁断电，以使得所述阀芯体密封所述进气通道，打开所述出气通道进行排气；

所述导电滚珠与两个所述触碰感应电极分离，对应处于所述出气通道处的电磁铁断电，对应处于所述进气通道处的电磁铁得电，以使得所述阀芯体密封所述出气通道，打开所述进气通道进行注入气体。

6.如权利要求5所述的电位器式传感器，其特征在于，所述主活塞缸的两端内壁面分别形成有靠近所述安装端的第一行程静电极片和远离所述安装端的第二行程静电极片，所述第一行程静电极片和第二行程静电极片均电性连接至所述两个所述电磁铁；

所述导电活塞外侧壁设置有行程开关动电极片，所述行程开关动电极片电性连接至所述两个所述电磁铁；

其中，在所述导电活塞的活动行程内，所述行程开关动电极片与所述第一行程静电极片电触接，对应处于所述进气通道处的电磁铁得电，对应处于所述出气通道处的电磁铁断电，以使得所述阀芯体密封所述出气通道，打开所述进气通道注入气体，以限制所述导电活塞靠近所述安装端的行程；

所述行程开关动电极片与所述第二行程静电极片电触接，对应处于所述出气通道处的电磁铁得电，对应处于所述进气通道处的电磁铁断电，以使得所述阀芯体密封所述进气通道，打开所述出气通道排气，以限制所述导电活塞远离所述安装端的行程。

7.一种气动平整度测量仪，其特征在于，包括：

基座；

龙门架，包括沿左右向间隔设置的两根立柱以及架设于两根所述立柱上端的横梁，两根所述立柱均安装于所述基座；

载物台，夹设于两根所述立柱之间，且具有前后向的活动行程，所述载物台形成有沿前后向延伸设置的安装面，所述安装面用于安置待测量物件；

测量组件，包括如权利要求1至6中任一项所述的电位器式传感器，所述电位器式传感器活动安装至所述横梁，且具有上下向及左右向的活动行程，所述电位器式传感器用于与待测量物件的测量表面接触；

电驱动组件，包括第一电驱动组件和第二电驱动组件，所述第一电驱动组件设于所述基座与所述载物台之间，用以驱动所述载物台活动，所述第二电驱动组件设于所述横梁与所述电位器式传感器之间，用于驱动所述电位器式传感器靠近或远离所述待测量面；

控制装置，与所述测量组件及电驱动组件电性连接，用以控制所述电驱动组件工作且收集所述测量组件测量的结果以将所述结果绘制成曲线图。

8.如权利要求7所述的气动平整度测量仪，其特征在于，所述基座上设置有沿前后向延伸设置的第一螺纹孔；

所述第一电驱动组件包括第一驱动电机、第一驱动螺杆及第一止转结构，所述第一驱动电机设于所述载物台的下端面，所述第一驱动电机具有沿前后向延伸的第一输出轴，所述第一驱动螺杆沿前后向延伸设置，所述第一驱动螺杆的一端固定连接于所述第一输出轴，且与所述第一输出轴同轴转动；

其中，所述第一驱动螺杆与所述第一螺纹孔螺纹连接，所述第一止转结构设于所述载物台与两根所述立柱之间。

9.如权利要求7所述的气动平整度测量仪，其特征在于，所述横梁两端均设置有第一安装座；

所述第二电驱动组件包括横向驱动电机、横向驱动螺杆及第二止转结构，所述横向驱动电机设于所述横梁，所述横向驱动电机具有沿左右向延伸的第二输出轴，所述横向驱动螺杆的两端对应转动安装于所述第一安装座，且所述横向驱动螺杆的一端固定连接于所述第二输出轴，所述横向驱动螺杆与所述第二输出轴同轴转动；

所述测量组件还包括用以安装所述电位器式传感器的第二安装座，所述第二安装座沿上下向延伸设置，所述第二安装座的上端设置有沿左右向延伸设置第二螺纹孔；

其中，所述第二螺纹孔与所述横向驱动螺杆螺纹连接，且所述第二安装座的上端与所述横梁之间设置有所述第二止转机构。

10.如权利要求9所述的气动平整度测量仪，其特征在于，所述第二电驱动组件还包括竖向驱动电机、竖向驱动螺杆及第三止转结构，所述竖向驱动电机设于所述第二安装座，且具有沿上下向延伸设置的第三输出轴，所述竖向驱动螺杆的一端固定连接于所述第三输出轴，且与所述第三输出轴同轴转动；

所述测量组件还包括安装架，所述安装架的上端形成有沿上相向延伸设置的第三螺纹孔，所述安装架的下端用以安装所述电位器式传感器；

其中，所述第三螺纹孔与所述竖向驱动螺杆螺纹连接，所述第三止转结构设于所述安装架与所述第二安装座之间。

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