CN113074769A - 一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统，包括：第一获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第一控制模块和第一采集模块。本发明的控制系统用于采集检定电涡流传感器动静态指标时电涡流传感器的输出电压，本发明的控制系统可同时采集多个电涡流传感器的输出电压，提高了效率。

Description

一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统

技术领域

本发明涉及电涡流传感器技术领域，特别涉及一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统。

背景技术

电涡流传感器采用的是感应电涡流原理，当带有高频电流的线圈靠近被测金属时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导率、线圈的几何形状、几何尺寸，电流频率等参数有关。通过电路可将被测金属相对于传感器探头之间的距离变化转换成电压或电流变化。电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量的。

国家标准规定了检定电涡流传感器的诸多标准，检定电涡流传感器时主要需要检定静态指标和动态指标，检定静态指标需要设置电势检测板，并将待测电涡流传感器移动到若干位置(不同型号的待测电涡流传感器需要移动的位置不同，国家标准规定了检定静态指标时不同型号的待测电涡流传感器所需移动的位置)，各位置到电势检测板的距离不同，并采集待测电涡流传感器位于各位置时的输出电压用于静态指标的检定，检定动态指标需要将待测电涡流传感器移动到一个固定的位置(国家标准推荐了一些位置供选择，需要知晓的是，检定动态指标时国家标准推荐的位置与待测电涡流传感器的型号无关)，然后使电势检测板振动(国家标准规定了一些振动频率供选择，需要知晓的是，检定动态指标时国家标准推荐的振动频率与待测电涡流传感器的型号无关)，并采集待测电涡流传感器的输出电压用于动态指标的检定。

现有技术对电涡流传感器进行检定时，只能一个一个的检定，无法批量采集待测参数，效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统，用于采集检定电涡流传感器动静态指标时电涡流传感器的输出电压，本发明的控制系统可同时采集多个电涡流传感器的输出电压，提高了效率。

本发明提供了一种用于检定电涡流传感器指标的控制系统，包括：

第一获取模块，用于获取a个待测电涡流传感器的型号；

第一计算模块，用于生成a个第一位置点集合，a个第一位置点集合与a个待测电涡流传感器一一对应，第一位置点集合中的各位置点为待测电涡流传感器每移动10％量程距离的位置，包括0距离和最大量程距离；

第二计算模块，用于计算第二位置点集合，第二位置点集合为a个第一位置点集合的合集；

第一控制模块，用于输出第一控制指令，第一控制指令用于控制驱动电机将卡具驱动至第二位置点集合中的各位置点；

第一采集模块，用于采集并生成a个第一电压值集合，a个第一电压值集合为a个待测电涡流传感器分别移动第一位置点集合距离时输出电压值的集合。

进一步，第一采集模块包括：

第一生成模块，用于生成b个待测电涡流传感器集合，b与第二位置点集合中的位置点的数量相同，且与第二位置点集合中的各位置点一一对应，若第二位置点集合中某位置点为某待测电涡流传感器的电压测量位置，则该待测电涡流传感器被计入该位置点的待测电涡流传感器集合；

第一采集子模块，当卡具被驱动至第二位置点集合中的各位置点时，采集对应的待测电涡流传感器集合中的各待测电涡流传感器的输出电压，并计入对应的第一电压值集合。

进一步，第一采集模块包括：

第二采集子模块，用于采集并生成a个第二电压值集合，a个第二电压值集合与a个待测电涡流传感器一一对应，第二电压值集合中的各电压值为待测电涡流传感器位于第二位置点集合中的各位置点时的输出电压；

第一判断模块，用于判断各第二电压值集合中不属于对应待测电涡流传感器的电压测量位置的电压值，并删除以生成a个第二电压值集合。

进一步，控制系统还包括：

第二获取模块，获取c个标准位置点；

第三计算模块，用于计算a个参考位置点，计算a个参考位置点的平均位置点，a个参考位置点与a个待测电涡流传感器一一对应，参考位置点为待测电涡流传感器为输出预设电压值所需的位置点，预设电压值为a个待测电涡流传感器中灵敏度最大的待测电涡流传感器单位距离对应的电压值；

第四计算模块，用于计算c个标准位置点到a个参考位置点的平均位置点的距离，并选取距离最小的任一标准位置点为测量位置点；

第二控制模块，用于输出第二控制指令，第二控制指令用于控制驱动电机将卡具驱动至测量位置点；

第三控制模块，用于输出第三控制指令，第三控制指令用于控制振动电机按照预设的频率振动；

第二采集模块，用于采集a个待测电涡流传感位于测量位置点时，振动电机按照预设的频率振动时的输出电压。

进一步，控制系统还包括：

数据处理模块，用于根据第一电压值集合、第一电压值集合中各电压值对应的移动距离值和静态指标计算公式计算待测电涡流传感器的静态指标，以及用于根据待测电涡流传感器位于测量位置点时振动电机按照预设的频率振动时的输出电压和动态指标计算公式计算待测电涡流传感器的动态指标；

报表生成模块，用于根据静态指标和预存的第一模板生成的第一报表，以及用于根据动态指标和预存的第二模板生成的第二报表，第一报表用于展示待测电涡流传感器的静态指标，第二报表用于展示待测电涡流传感器的动态指标

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明的控制系统用于采集检定电涡流传感器动静态指标时电涡流传感器的输出电压，本发明的控制系统可同时采集多个电涡流传感器的输出电压，提高了效率。具体的，由于第二位置点集合包含了a个待测电涡流传感器所有的电压测量位置，因此第一控制指令控制驱动电机将卡具驱动至第二位置点集合中的各位置点时，控制系统可采集到a个待测电涡流传感器位于国家标准规定的各电压测量位置时的输出电压，并生成a个第一电压值集合，用于a个待测电涡流传感器静态指标的检定。

附图说明

图1为实施例中硬件配置的俯视图；

图2为实施例中控制系统的原理图。

图中：1振动电机、2电势检测板、3滑轨、4卡具、5丝杠、6驱动电机、7待测电涡流传感器、8位移传感器、9第一获取模块、10第一计算模块、11第二计算模块、12第一控制模块、13第一采集模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面度对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，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做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。

硬件配置实施例：

一种用于检定电涡流传感器指标的控制装置，如图1所示，包括：底座(图中未画出)、振动电机1、电势检测板2、滑轨3、卡具4、丝杠5、驱动电机6和智能终端(图中未画出)。

振动电机1固定设置在底座之上。

电势检测板2固定设置在振动电机1的输出轴上。

滑轨3固定设置在底座之上，滑轨3的方向平行于振动电机1的输出轴振动的方向，且滑轨3的方向垂直于电势检测板2的方向。

卡具4滑动设置在滑轨3之上，卡具4的方向垂直于滑轨3的方向，也就是说，卡具4的方向平行于电势检测板2的方向，卡具4在滑轨3上滑动时能靠近或远离电势检测板2。

卡具4上延其方向开设有若干安装孔，用于安装若干待测电涡流传感器7，若干安装孔延卡具4的方向开设可以保证若干待测电涡流传感器7安装后，各待测电涡流传感器7距离电势检测板2的距离相等，另外需要注意的是，安装待测电涡流传感器7时需要将待测电涡流传感器7的探头部分朝向电势检测板2。

丝杠5可转动的固定设置在滑轨3内，丝杠5的方向平行于滑轨3的方向，丝杠5穿过卡具4底部，且与卡具4螺纹连接，具体的，可在滑轨3内设置滑槽，将丝杠5设在滑槽内，丝杠5的两端通过轴承固定设置在滑槽的两端，使得丝杠5在滑槽内只能转动，当丝杠5转动时带动卡具4在滑轨3上前后运动。

驱动电机6的输出轴于丝杠5固定连接，用于驱动丝杠5转动。

智能终端为包括显示屏、鼠标、键盘、处理器、存储器和数据接口等配置的终端，如电脑，或相互连接的数据采集仪器和电压表，智能终端与振动电机1、待测电涡流传感器7和驱动电机6电连接，当智能终端为数据采集仪和电压表时，可将电压表与待测电涡流传感器7电联接，并将数据采集仪电连接，检定待测电涡流传感器7动静态指标采集其输出电压时，由电压表采集待测电涡流传感器的输出电压，数据采集仪通过电压表获取该输出电压。

进一步，还包括：加速度传感器(图中未画出)，加速度传感器设于振动电机1内，加速度传感器与智能终端电连接，用于智能终端控制振动电机1的输出轴的振动频率。

进一步，还包括：位移传感器8，位移传感器8固定设置于卡具4的两侧，位移传感器8的探头部分朝向电势检测板2，用于检测卡具4到电势检测板2之间的距离，位移传感器8与智能终端电连接，用于智能终端精准控制卡具4到电势检测板2之间的距离。

控制系统实施例：

一种用于检定电涡流传感器指标的控制系统，应用于上述硬件配置实施例中的智能终端，如图2所示，控制系统包括：第一获取模块9、第一计算模块10、第二计算模块11、第一控制模块12和第一采集模块13。

第一获取模块9用于获取a个待测电涡流传感器的型号。

在本实施例中，为方便说明，假定共3个待测电涡流传感器，即a＝3，假定第一个待测电涡流传感的型号分别为m1，第二个待测电涡流传感的型号分别为m2，第三个待测电涡流传感的型号分别为m3。

第一计算模块10用于生成a个第一位置点集合，a个第一位置点集合与a个待测电涡流传感器一一对应，第一位置点集合中的各位置点为待测电涡流传感器每移动10％量程距离的位置，包括0距离和最大量程距离。

在本实施例中，可预存不同型号的待测电涡流传感器检定静态指标时，国家标准规定的位置，第一计算模块10根据3个待测电涡流传感器的型号生成3个第一位置点集合。

在本实施例中，为方便说明，假定第一个待测电涡流传感器的第一位置点集合为[0mm，2mm，4mm，6mm]，即m1电涡流传感器检定静态指标时，需要分别将电涡流传感器移动0mm、2mm、4mm和6mm的位置，并在各移动距离的位置点采集其输出电压，第二个待测电涡流传感器的第一为位置点集合为[0mm，3mm，6mm，9mm]，第三个待测电涡流传感器的第一位置点集合为[0mm，4mm，8mm，12mm]。

第二计算模块11用于计算第二位置点集合，第二位置点集合为a个第一位置点集合的合集。

在本实施例中，3个待测电涡流传感器的第一位置点集合分别为[0mm，2mm，4mm，6mm]、[0mm，3mm，6mm，9mm]和[0mm，4mm，8mm，12mm]，求合集得到第二位置点集合为[0mm，2mm,3mm,4mm,6mm,8mm,9mm,12mm]。可以看出，第二位置点集合包含了3个待测电涡流传感器所有的电压测量位置。

第一控制模块12用于输出第一控制指令，第一控制指令用于控制驱动电机将卡具驱动至第二位置点集合中的各位置点。

第一采集模块13用于采集并生成a个第一电压值集合，a个第一电压值集合为a个待测电涡流传感器分别移动第一位置点集合距离时输出电压值的集合。

在本实施例中，由于第二位置点集合包含了3个待测电涡流传感器所有的电压测量位置，因此第一控制指令控制驱动电机将卡具驱动至第二位置点集合中的各位置点时，控制系统可采集到3个待测电涡流传感器位于国家标准规定的各电压测量位置时的输出电压，并生成3个第一电压值集合，第一电压值集合与第一位置点集合一一映射，用于3个待测电涡流传感器静态指标的检定，可在待测电涡流传感器移动时采集其移动距离值，或从第一位置点集合。

在一个可选的实施例中，第一采集模块包括：第一生成模块和第一采集子模块。

第一生成模块用于生成b个待测电涡流传感器集合，b与第二位置点集合中的位置点的数量相同，且与第二位置点集合中的各位置点一一对应，若第二位置点集合中某位置点为某待测电涡流传感器的电压测量位置，则该待测电涡流传感器被计入该位置点的待测电涡流传感器集合。

在本实施例中，共生成8个待测电涡流传感器集合，与第二位置点集合中的各位置点一一对应，分别为[1、2、3]、[1]、[2]、[1，3]、[1，2]、[3]、[2]和[3]，集合中1代表第一个待测电涡流传感器，2代表第二个待测电涡流传感器，3代表第三个待测电涡流传感器。

第一采集子模块用于当卡具被驱动至第二位置点集合中的各位置点时，采集对应的待测电涡流传感器集合中的各待测电涡流传感器的输出电压，并计入对应的第一电压值集合。

在本实施例中，当卡具被驱动至第二位置点集合中第一个位置点，即0mm时，根据该位置点的待测电涡流传感器集合[1、2、3]，采集第1个、第2个和第3个待测电涡流传感器输出的感应电压值，并分别计入3个待测电涡流传感器的第一电压值集合；当卡具被驱动至第二位置点集合中第2个位置点，即2mm时，根据该位置点的待测电涡流传感器集合[1]，采集第一个待测电涡流传感器输出的感应电压值，并计入第一个待测电涡流传感器的第一电压值集合；当卡具被驱动至第二位置点集合中第3个位置点，即3mm时，根据该位置点的待测电涡流传感器集合[2]，采集第二个待测电涡流传感器输出的感应电压值，并计入第二个待测电涡流传感器的第一电压值集合；当卡具被驱动至第二位置点集合中第4个位置点，即4mm时，根据该位置点的待测电涡流传感器集合[1，3]，采集第一个、第三个待测电涡流传感器输出的感应电压值，并计入第一个、第三个待测电涡流传感器的第一电压值集合，以此类推，当卡具被驱动至第二位置点集合所有位置点后，可生成3个第一电压值集合。

在一个可选的实施例中，第一采集模块包括：第二采集子模块和第一判断模块。

第二采集子模块，用于采集并生成a个第二电压值集合，a个第二电压值集合与a个待测电涡流传感器一一对应，第二电压值集合中的各电压值为待测电涡流传感器位于第二位置点集合中的各位置点时的输出电压。

第一判断模块，用于判断各第二电压值集合中不属于对应待测电涡流传感器的电压测量位置的电压值，并删除以生成a个第二电压值集合。

在本实施例中，由于第二位置点集合包含了3个待测电涡流传感器所有的电压测量位置，也就是说针对某个待测电涡流传感器，第二位置点集合包含不属于该待测电涡流传感器所需的电压测量位置，例如，针对第一个待测电涡流传感器，第二位置点集合中3mm、8mm、9mm和12mm不属于该待测电涡流传感器所需的电压测量位置，第一判断模块将第二电压值集合这些位置点的电压值剔除，可得到该待测电涡流传感器的第二电压值集合，依次类推，可生成3个第二电压值集合。

在一个可选的实施例中，控制系统还包括：

第二获取模块，获取c个标准位置点。

在本实施例中，c个标准位置点为国家标准中推荐的若干位置点。假定c个标准位置点分别为1mm、2mm和5mm。

第三计算模块，用于计算a个参考位置点，计算a个参考位置点的平均位置点，a个参考位置点与a个待测电涡流传感器一一对应，参考位置点为待测电涡流传感器为输出预设电压值所需的位置点，预设电压值为a个待测电涡流传感器中灵敏度最大的待测电涡流传感器单位距离对应的电压值。

第四计算模块，用于计算c个标准位置点到a个参考位置点的平均位置点的距离，并选取距离最小的任一标准位置点为测量位置点。

在本实施例中，假定第一个、第二个和第三个待测电涡流传感器的灵敏度为10v/mm、5v/mm和2v/mm，因此预设电压值为10v，3个参考位置点分别为1mm、2mm和5mm，平均值为2.67mm，因此选择2mm的标准位置点为测量位置点。

第二控制模块，用于输出第二控制指令，第二控制指令用于控制驱动电机将卡具驱动至测量位置点。

第三控制模块，用于输出第三控制指令，第三控制指令用于控制振动电机按照预设的频率振动。

第二采集模块，用于采集a个待测电涡流传感位于测量位置点时，振动电机按照预设的频率振动时的输出电压。

在本实施例中，采集a个待测电涡流传感位于测量位置点时，振动电机按照预设的频率振动时的输出电压，用于检定动态指标，另一方面，测量位置点计算时使用了3个待测电涡流传感器中灵敏度最大的待测电涡流传感器单位距离对应的电压值作为预设电压值计算参考位置点，并根据3个参考位置点的平均值选择测量位置点，兼顾了两方面，其一是防止测量位置点距离电势检测板过远导致输出电压不准，其二是防止测量位置点距离电势检测板过近导致电势检测板振动时撞到待测电涡流传感器。

需要说明的是，在本说明书中，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哪些要素，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、物品或者设备锁固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在一个可选的实施例中，控制系统还包括：

数据处理模块，用于根据第一电压值集合、第一电压值集合中各电压值对应的移动距离值和静态指标计算公式计算待测电涡流传感器的静态指标，以及用于根据待测电涡流传感器位于测量位置点时振动电机按照预设的频率振动时的输出电压和动态指标计算公式计算待测电涡流传感器的动态指标；

报表生成模块，用于根据静态指标和预存的第一模板生成的第一报表，以及用于根据动态指标和预存的第二模板生成的第二报表，第一报表用于展示待测电涡流传感器的静态指标，第二报表用于展示待测电涡流传感器的动态指标。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或者使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专员技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取a个待测电涡流传感器的型号；

第一计算模块，用于生成a个第一位置点集合，a个第一位置点集合与a个待测电涡流传感器一一对应，第一位置点集合中的各位置点为待测电涡流传感器每移动10％量程距离的位置，包括0距离和最大量程距离；

第二计算模块，用于计算第二位置点集合，第二位置点集合为a个第一位置点集合的合集；

第一控制模块，用于输出第一控制指令，第一控制指令用于控制驱动电机将卡具驱动至第二位置点集合中的各位置点；

第一采集模块，用于采集并生成a个第一电压值集合，a个第一电压值集合为a个待测电涡流传感器分别移动第一位置点集合距离时输出电压值的集合。

2.根据权利要求1所述的一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统，其特征在于，第一采集模块包括：

第一生成模块，用于生成b个待测电涡流传感器集合，b与第二位置点集合中的位置点的数量相同，且与第二位置点集合中的各位置点一一对应，若第二位置点集合中某位置点为某待测电涡流传感器的电压测量位置，则该待测电涡流传感器被计入该位置点的待测电涡流传感器集合；

第一采集子模块，当卡具被驱动至第二位置点集合中的各位置点时，采集对应的待测电涡流传感器集合中的各待测电涡流传感器的输出电压，并计入对应的第一电压值集合。

3.根据权利要求1所述的一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统，其特征在于，第一采集模块包括：

第二采集子模块，用于采集并生成a个第二电压值集合，a个第二电压值集合与a个待测电涡流传感器一一对应，第二电压值集合中的各电压值为待测电涡流传感器位于第二位置点集合中的各位置点时的输出电压；

第一判断模块，用于判断各第二电压值集合中不属于对应待测电涡流传感器的电压测量位置的电压值，并删除以生成a个第二电压值集合。

4.根据权利要求1所述的一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统，其特征在于，控制系统还包括：

第二获取模块，获取c个标准位置点；

第三计算模块，用于计算a个参考位置点，计算a个参考位置点的平均位置点，a个参考位置点与a个待测电涡流传感器一一对应，参考位置点为待测电涡流传感器为输出预设电压值所需的位置点，预设电压值为a个待测电涡流传感器中灵敏度最大的待测电涡流传感器单位距离对应的电压值；

第四计算模块，用于计算c个标准位置点到a个参考位置点的平均位置点的距离，并选取距离最小的任一标准位置点为测量位置点；

第二控制模块，用于输出第二控制指令，第二控制指令用于控制驱动电机将卡具驱动至测量位置点；

第三控制模块，用于输出第三控制指令，第三控制指令用于控制振动电机按照预设的频率振动；

第二采集模块，用于采集a个待测电涡流传感位于测量位置点时，振动电机按照预设的频率振动时的输出电压。

5.根据权利要求4所述的一种用于检定电涡流传感器动静态指标的控制系统，其特征在于，控制系统还包括：

数据处理模块，用于根据第一电压值集合、第一电压值集合中各电压值对应的移动距离值和静态指标计算公式计算待测电涡流传感器的静态指标，以及用于根据待测电涡流传感器位于测量位置点时振动电机按照预设的频率振动时的输出电压和动态指标计算公式计算待测电涡流传感器的动态指标；

报表生成模块，用于根据静态指标和预存的第一模板生成的第一报表，以及用于根据动态指标和预存的第二模板生成的第二报表，第一报表用于展示待测电涡流传感器的静态指标，第二报表用于展示待测电涡流传感器的动态指标。

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