CN112683152B - 一种接触式微位移检测装置 - Google Patents

一种接触式微位移检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112683152B
CN112683152B CN202011507815.0A CN202011507815A CN112683152B CN 112683152 B CN112683152 B CN 112683152B CN 202011507815 A CN202011507815 A CN 202011507815A CN 112683152 B CN112683152 B CN 112683152B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
measuring rod
measuring
side wall
push pedal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN202011507815.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112683152A (zh
Inventor
居本祥
米曾真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University of Technology
Original Assignee
Chongqing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University of Technology filed Critical Chongqing University of Technology
Priority to CN202011507815.0A priority Critical patent/CN112683152B/zh
Publication of CN112683152A publication Critical patent/CN112683152A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112683152B publication Critical patent/CN112683152B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明提出了一种接触式微位移检测装置,包括中空的壳体,壳体内横向设有测量杆,测量杆的左端穿出壳体外,测量杆上下两侧从内向外依次设有磁控弹性体、压电片和U型安装槽,两个U型安装槽相背设置,且分别与壳体的上、下内侧壁围成分别用于放置第一永磁体与第二永磁体的空腔,两个压电片均连接有引线,壳体内靠右固设有定向板,测量杆右端穿过定向板自由悬空,壳体右内侧壁上设有垫块;壳体左侧壁和定向板上均设有导向环,测量杆上靠左固定连接有左推板,靠右固定连接有右推板,左推板与左侧壁之间连接有左弹性复位机构,右推板与定向板之间连接有右弹性复位机构。能够准确检测物体产生的微小的位移。

Description

一种接触式微位移检测装置
技术领域
本发明涉及测量技术领域,具体涉及一种接触式微位移检测装置。
背景技术
微位移检测技术是精密定位、精密仪器加工制造、精密测量等应用领域中的关键技术之一,在尖端的工业生产领域和科学研究中占有极其重要的地位。随着科技不断进步,微纳米技术迅速兴起,使微位移检测技术的要求不断提高。
公开号为CN208902127U的专利文献公开了一种光纤微位移传感器,包括传动杆、相对设置的两锯齿状的反射镜和分别射入和射出的两个准直透镜等;传动杆推动其中一个锯齿状的反射镜,引起两反射镜的反射小形成偏差,以此造成光路反射时光路行程产生变化;导致测量光路的光信号相位相对参考光路发生变化,通过相位比较器两个探测相位变化量便可以解调位移变化。
但是上述技术方案存在以下技术问题:无法避免光源误差、几何安装误差与环境因素影响引起的误差等多种不确定因素。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题,特别创新地提出了一种接触式微位移检测装置。
为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种接触式微位移检测装置,包括中空的壳体,所述壳体内横向设有测量杆,所述测量杆的左端穿出壳体外,所述测量杆中部的上下两侧从内向外依次设有磁控弹性体、压电片和U型安装槽,两个所述U型安装槽相背设置,且分别与壳体的上、下内侧壁围成分别用于放置第一永磁体与第二永磁体的空腔,所述第一永磁体和第二永磁体相对一侧的磁极极性相反,且均固定在U型安装槽的槽底,两个所述压电片均连接有引线,所述引线穿过壳体上设置的通孔,引出至壳体外;
所述壳体内靠右固设有定向板,所述测量杆右端穿过定向板自由悬空,所述壳体右内侧壁上设有用于为测量杆右端提供缓冲的垫块;所述壳体左侧壁和定向板上供测量杆穿过的穿孔内均设有导向环,所述测量杆滑动连接在穿孔内,所述测量杆上靠左固定连接有左推板,靠右固定连接有右推板,所述左推板与左侧壁之间连接有左弹性复位机构,所述右推板与定向板之间连接有右弹性复位机构。
上述方案中:所述测量杆中部的上下两侧设为扁平状,两个所述磁控弹性体分别固定在测量杆中部扁平部位的上、下两侧。便于安装磁控弹性体。
上述方案中:所述测量杆的扁平部位向前后两侧延伸形成连接平台。提高磁控弹性体的安装稳定程度。
上述方案中:所述壳体呈圆柱形。
上述方案中:所述壳体通过左壳体、中壳体、右壳体可拆卸连接而成,所述U型安装槽固定在中壳体上,所述左壳体、中壳体、右壳体均采用不导磁硬质合金材料制成。便于安装。
上述方案中:所述中壳体为圆筒状,所述中壳体和左壳体、右壳体之间均通过螺纹连接,形成一体。便于拆卸和连接。
上述方案中:所述左推板和右推板为圆形的板式结构,左弹性复位机构和右弹性复位机构均为压簧,且左弹性复位机构和右弹性复位机构均外套在测量杆上。对左推板和右推板的推力更加均匀,相比左弹性复位机构和右弹性复位机构设置在测量杆一侧能够很好的推动测量杆,测量杆受力更加均与,避免产生偏移。
上述方案中:两个所述导向环均由聚四氟乙烯类材料制成。
上述方案中:所述垫块采用高弹性、高硬度的橡胶类材料制成。能够为测量杆很好的提供缓冲。
上述方案中:所述测量杆左端设有测头,测头的左端为光滑圆弧状。能够保护测量杆左端,避免测量杆与检测物体产生摩擦造成磨损。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、采用新型磁敏感材料在磁场作用下受剪力性能变化的特性检测微小位移变化,结构简单紧凑、可靠性高、响应快速,装置集成度高,可有效拓展微位移检测的应用领域;
2、与现有技术相比,对检测环境要求低,不会存在环境温度、适度及测物表面粗糙程度等其他因素,而影响最终检测结果,检测精度高,满足微量位移的检测需求;
3、设置的左、右弹性复位机构能够便于快速回到初始位置,同时提供与移动方向相反的弹力,能够避免测量杆由于惯性而继续移动,保障测量精准度;设置的定向板能够避免测量杆在移动过程中产生偏移,进一步保障测量精准度;
4、设置的垫块能够防止检测杆右端磨损,提高使用寿命,同时还限制了检测的最大位移量,避免磁控弹性体和两个压电片在检测过程中发生损坏的情况。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的测量杆的俯视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图2所示,一种接触式微位移检测装置,包括中空的壳体,壳体内横向设有测量杆11,测量杆11的左端穿出壳体外。最好是,测量杆11左端设有测头10,且测头10的左端为光滑圆弧状。能够保护测量杆11左端,避免测量杆11与检测物体产生摩擦造成磨损。
测量杆11中部的上下两侧从内向外依次设有磁控弹性体7、压电片5和U型安装槽3。最好是,磁控弹性体7中的软磁颗粒平行链状结构垂直于压电片5。两个U型安装槽3相背设置,且分别与壳体的上、下内侧壁围成分别用于放置第一永磁体6与第二永磁体14的空腔。第一永磁体6和第二永磁体14相对一侧的磁极极性相反,且均固定在U型安装槽3的槽底。两个压电片5均连接有引线8,引线8穿过壳体上设置的通孔14,引出至壳体外。
壳体内靠右固设有定向板17,测量杆11右端穿过定向板17自由悬空。壳体右内侧壁上设有用于为测量杆11右端提供缓冲的垫块12。壳体左侧壁和定向板17上供测量杆11穿过的穿孔内均设有导向环13,测量杆11滑动连接在穿孔内。最好是,两个导向环13均由聚四氟乙烯类材料制成。测量杆11上靠左固定连接有左推板15,靠右固定连接有右推板16,左推板15与左侧壁之间连接有左弹性复位机构2,右推板16与定向板17之间连接有右弹性复位机构18。
最好是,测量杆11中部的上下两侧设为扁平状,两个磁控弹性体7分别固定在测量杆11中部扁平部位19的上、下两侧。便于安装磁控弹性体7。
最好是,测量杆11的扁平部位19向前后两侧延伸形成连接平台。提高磁控弹性体7的安装稳定程度。
最好是,壳体通过左壳体1、中壳体4、右壳体9可拆卸连接而成,U型安装槽3固定在中壳体4上,左壳体1、中壳体4、右壳体9均采用不导磁硬质合金材料制成。便于安装。
最好是,中壳体4为圆筒状,中壳体4和左壳体1、右壳体9之间均通过螺纹连接,形成一体。便于拆卸和连接。
最好是,左推板15和右推板16为圆形的板式结构,左弹性复位机构2和右弹性复位机构18均为压簧,且左弹性复位机构2和右弹性复位机构18均外套在测量杆11上。对左推板15和右推板16的推力更加均匀,相比左弹性复位机构2和右弹性复位机构18设置在测量杆11一侧能够很好的推动测量杆11,测量杆11受力更加均与,避免产生偏移。
最好是,垫块12采用高弹性、高硬度的橡胶类材料制成,如天然橡胶,能够在检测装置超限状态下保护装置避免内部结构遭受损坏。
其中,两个磁控弹性体7皆为公知的,主要由微米级软磁颗粒与弹性高分子橡胶基体组成,材料制备时通过强磁场的作用,使其内部软磁颗粒呈现链状结构有序排列,此排列状态使该材料在应用中出现垂直于材料表面的磁场作用时,材料将产生对外的法向作用力。
当测头10接触被测物时,检测装置保持位置固定,若被测物产生微小位移,该位移通过测头10、测量杆11推动两个磁控弹性体7,两磁控弹性体7将产生剪切形变,在剪切作用下,两个磁控弹性体7内部于磁场方向平行并整齐排列的软磁颗粒链将发生偏斜,颗粒链与磁场磁力线之间产生夹角,且链中颗粒间距增大,因夹角与颗粒间距的变化引起沿弹性体表面法向力变化,法向力直接作用于两个压电片5,由于力的变化将导致压电片5输出电压值的改变,通过对电压值的实时监测可间接实现几十至上百微米的微小位移检测。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种接触式微位移检测装置,包括中空的壳体,所述壳体内横向设有测量杆(11),所述测量杆(11)的左端穿出壳体外,其特征在于:
所述测量杆(11)中部的上下两侧从内向外依次设有磁控弹性体(7)、压电片(5)和U型安装槽(3),两个所述U型安装槽(3)相背设置,且分别与壳体的上、下内侧壁围成分别用于放置第一永磁体(6)与第二永磁体(14)的空腔,所述第一永磁体(6)和第二永磁体(14)相对一侧的磁极极性相反,且均固定在U型安装槽(3)的槽底,两个所述压电片(5)均连接有引线(8),所述引线(8)穿过壳体上设置的通孔,引出至壳体外;
所述壳体内靠右固设有定向板(17),所述测量杆(11)右端穿过定向板(17)自由悬空,所述壳体右内侧壁上设有用于为测量杆(11)右端提供缓冲的垫块(12);所述壳体左侧壁和定向板(17)上供测量杆(11)穿过的穿孔内均设有导向环(13),所述测量杆(11)滑动连接在穿孔内,所述测量杆(11)上靠左固定连接有左推板(15),靠右固定连接有右推板(16),所述左推板(15)与左侧壁之间连接有左弹性复位机构(2),所述右推板(16)与定向板(17)之间连接有右弹性复位机构(18)。
2.根据权利要求1所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述测量杆(11)中部的上下两侧设为扁平状,两个所述磁控弹性体(7)分别固定在测量杆(11)中部扁平部位(19)的上、下两侧。
3.根据权利要求2所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述测量杆(11)的扁平部位(19)向前后两侧延伸形成连接平台。
4.根据权利要求1所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述壳体呈圆柱形。
5.根据权利要求4所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述壳体通过左壳体(1)、中壳体(4)、右壳体(9)可拆卸连接而成,所述U型安装槽(3)固定在中壳体(4)上,所述左壳体(1)、中壳体(4)、右壳体(9)均采用不导磁硬质合金材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述中壳体(4)为圆筒状,所述中壳体(4)和左壳体(1)、右壳体(9)之间均通过螺纹连接,形成一体。
7.根据权利要求1所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述左推板(15)和右推板(16)为圆形的板式结构,左弹性复位机构(2)和右弹性复位机构(18)均为压簧,且左弹性复位机构(2)和右弹性复位机构(18)均外套在测量杆(11)上。
8.根据权利要求1所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:两个所述导向环(13)均由聚四氟乙烯类材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述垫块(12)采用高弹性、高硬度的橡胶类材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种接触式微位移检测装置,其特征在于:所述测量杆(11)左端设有测头(10),测头(10)的左端为光滑圆弧状。
CN202011507815.0A 2020-12-18 2020-12-18 一种接触式微位移检测装置 Expired - Fee Related CN112683152B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011507815.0A CN112683152B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种接触式微位移检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011507815.0A CN112683152B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种接触式微位移检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112683152A CN112683152A (zh) 2021-04-20
CN112683152B true CN112683152B (zh) 2022-04-22

Family

ID=75449830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011507815.0A Expired - Fee Related CN112683152B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种接触式微位移检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112683152B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114674674B (zh) * 2022-05-26 2022-09-06 四川航天拓达玄武岩纤维开发有限公司 一种玄武岩纤维管材质检用线性测量装置及测量方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994011709A1 (de) * 1992-11-10 1994-05-26 Horst Leopold VORRICHTUNG ZUR LAGEMESSUNG ENTLANG EINER VORGEGEBENEN MEssSTRECKE
CN2178885Y (zh) * 1993-12-14 1994-10-05 上海新卫自动化设备工程公司 自复位微位移传感器
CN201269729Y (zh) * 2008-09-28 2009-07-08 江西省建工集团公司 位移监控测量仪
CN101769711A (zh) * 2010-01-26 2010-07-07 重庆理工大学 一种基于隧道效应的接触式纳米位移传感器
CN102306997A (zh) * 2011-09-06 2012-01-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 剪切式磁流变弹性体微位移促动器
CN102540109A (zh) * 2010-12-21 2012-07-04 富泰华工业(深圳)有限公司 磁场测量仪
CN103075955A (zh) * 2013-01-09 2013-05-01 太原理工大学 一种安装于液压支架油缸中的位移测量装置
CN203595492U (zh) * 2013-12-20 2014-05-14 宁波市北仑机械电器有限公司 一种非接触式绝对值型直线位移传感器
CN104034452A (zh) * 2014-07-01 2014-09-10 重庆材料研究院有限公司 剪切应变式压力传感器
CN208902127U (zh) * 2018-09-29 2019-05-24 成都凯天电子股份有限公司 光纤微位移传感器
CN111323113A (zh) * 2020-03-27 2020-06-23 重庆理工大学 基于磁敏感材料的电阻式振动传感器
CN112082447A (zh) * 2020-08-01 2020-12-15 湖南有色金属职业技术学院 一种地下工程施工中的位移监测的装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994011709A1 (de) * 1992-11-10 1994-05-26 Horst Leopold VORRICHTUNG ZUR LAGEMESSUNG ENTLANG EINER VORGEGEBENEN MEssSTRECKE
CN2178885Y (zh) * 1993-12-14 1994-10-05 上海新卫自动化设备工程公司 自复位微位移传感器
CN201269729Y (zh) * 2008-09-28 2009-07-08 江西省建工集团公司 位移监控测量仪
CN101769711A (zh) * 2010-01-26 2010-07-07 重庆理工大学 一种基于隧道效应的接触式纳米位移传感器
CN102540109A (zh) * 2010-12-21 2012-07-04 富泰华工业(深圳)有限公司 磁场测量仪
CN102306997A (zh) * 2011-09-06 2012-01-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 剪切式磁流变弹性体微位移促动器
CN103075955A (zh) * 2013-01-09 2013-05-01 太原理工大学 一种安装于液压支架油缸中的位移测量装置
CN203595492U (zh) * 2013-12-20 2014-05-14 宁波市北仑机械电器有限公司 一种非接触式绝对值型直线位移传感器
CN104034452A (zh) * 2014-07-01 2014-09-10 重庆材料研究院有限公司 剪切应变式压力传感器
CN208902127U (zh) * 2018-09-29 2019-05-24 成都凯天电子股份有限公司 光纤微位移传感器
CN111323113A (zh) * 2020-03-27 2020-06-23 重庆理工大学 基于磁敏感材料的电阻式振动传感器
CN112082447A (zh) * 2020-08-01 2020-12-15 湖南有色金属职业技术学院 一种地下工程施工中的位移监测的装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动实验研究;陈善飞等;《兵工学报》;20100331(第03期);第6-11页 *
磁场式位移传感器误差的数理模型研究;范兵等;《仪器仪表学报》;20160531(第05期);第985-992页 *
磁流变弹性体压缩模式动态力学性能测试;居本祥等;《功能材料》;20120331;第360-366页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112683152A (zh) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2941576B1 (en) An improved load-indicating device
CN112683152B (zh) 一种接触式微位移检测装置
US5755038A (en) Touch probe
US7134219B2 (en) Fiber optic gap gauge
CN104568243A (zh) 复合范围压力传感器
CN103780142B (zh) 一种基于斜块箝位的大载荷高精度尺蠖型压电直线驱动器
US9581614B2 (en) High-output MEMS accelerometer
US7997126B2 (en) Texture measuring apparatus and method
CN109828123B (zh) 一种基于长周期光纤光栅弯曲特性的二维加速度传感器及测量方法
CN111637963A (zh) 一种用于监测海洋结构物振动的自供能传感装置
WO2022012103A1 (zh) 一种微力测力式三维综合螺纹测量机测头及用其测量方法
JP7211522B2 (ja) 力センサ、及びそれを含むセンサアレイ並びに把持装置
CN109211088B (zh) 一种分层结构的磁控变刚度微纳测头
WO2003081186A3 (en) Vibration sensor having a flextensional body
US9109966B2 (en) Two dimension external force sensor
CN212391108U (zh) 一种用于监测海洋结构物振动的摩擦纳米发电传感装置
Huang et al. A piezoelectric bimorph micro-gripper with micro-force sensing
KR102256241B1 (ko) 전단 및 수직 응력 감지 센서 및 이의 제조 방법
CN113532724A (zh) 一种耐高温高压光纤力传感器
WO2021093078A1 (zh) 霍尔位移传感器
CN201081720Y (zh) 电致伸缩材料驱动力特性的电容法测试装置
CN109827680A (zh) 一种基于cmos传感器的三维高灵敏度测微力计
JP4184202B2 (ja) 弾力計測方法およびそれを用いた弾力計測装置
CN213985482U (zh) 一种弹性夹持机构
CN219369466U (zh) 一种pvb膜片表面耐磨性检测机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220422