CN114485759B - 一种传感器标定装置及其标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传感器标定装置及其标定方法，其中传感器标定装置其特征在于包括：底板、测试轴固定支架、测试轴、标定台、万向自由运动平台、XY轴位移微调平台、连接板、夹头装置，固定连接在连接板上，用于夹持校准轴或传感器；固定在夹头装置上的校准轴能随连接板一起在万向自由运动平台和XY轴位移微调平台的调节下垂直插入测试轴上的调试孔内、并使校准轴中心刚好处于调试孔的中心处。与现有技术相比，本发明的优点在于：能使校准轴垂直插入测试轴的调试孔中心处，并且该方案可适用于不同尺寸的传感器标定，通用性强，且精度极高，安全可靠，成本较低，便于装配和测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器标定装置及其标定方法。
背景技术
因传感器测试时，需要严格使传感器中心在测试轴的中心处，且传感器检测面需垂直于测试轴，故在测试传感器前，先需要对进行传感器标定及测试装置进行校准调试。然而，现有的传感器标定及测试装置，难以完全保证传感器中心与检测轴中心完全对中与垂直，测试的结果与理论计算有着一定的误差。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种能使传感器中心与检测轴中心完全对中与垂直的传感器标定装置。
本发明进一步所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能使传感器中心与检测轴中心完全对中与垂直的传感器标定装置的标定方法。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种传感器标定装置，其特征在于包括：
底板；
固定连接在底板上的测试轴固定支架；
测试轴，安装在测试轴固定支架上，且能相对测试轴固定支架上下移动，测试轴上开有调试孔；
标定台，活动设置在底板上，且能靠近或远离测试轴；
万向自由运动平台，固定设置在标定台上；
XY轴位移微调平台，固定设置在万向自由运动平台上，XY轴位移微调平台能在万向自由运动平台作用下在任意角度调整位置；
连接板，固定连接在XY轴位移微调平台上；连接板能在XY轴位移微调平台作用下在X轴和Y轴方向进行位移微调；
夹头装置，固定连接在连接板上，用于夹持校准轴或传感器；固定在夹头装置上的校准轴能随连接板一起在万向自由运动平台和XY轴位移微调平台的调节下垂直插入测试轴上的调试孔内、并使校准轴中心刚好处于调试孔的中心处。
作为改进，所述夹头装置包括夹头、夹头套和固定夹座，其中固定夹座固定安装在连接板上，固定夹座外设有外螺纹，夹头套内设有内螺纹，夹头套螺纹连接在固定夹座的外螺纹上外，夹头外设有外螺纹，夹头螺纹连接在夹头套的内螺纹上；夹头套与固定夹座之间的螺纹拧紧方向为第一方向，夹头与夹头套之间的拧紧方向为第二方向，第一方向和第二方向相反。正反螺纹拧紧方向的设计刚好可以形成自锁，使得两零件做反向运动，不会因为同一个方向而夹不紧。
作为优选，所述第一方向为左旋方向，第二方向为右旋方向。
再改进，述固定夹座上设有定位孔，所述夹头的内侧端设有定位柱，所述夹头与夹头套螺纹连接后，夹头内侧端的定位柱插入固定夹座的定位孔内。
再改进，所述夹头的外侧端设有多个呈环形设置的夹片，每个夹片的外壁呈锥形面，夹片的锥形面外设有外螺纹。
所述测试轴固定支架包括固定在底板上的下龙门支架，以及固定在下龙门支架上的上龙门支架，下龙门支架上安装有测试轴夹头，测试轴通过测试轴夹头固定在下龙门架上，上龙门支架上安装有龙门丝杆，龙门丝杆与测试轴连接，用于控制测试轴上下移动，以调节测试轴的高度。
所述标定台通过丝杆滑台组件固定安装在底板上，通过调节丝杆滑台组件能使标定台靠近或远离测试轴。
所述XY轴位移微调平台上设有X轴方向调节百分表和Y轴方向调节百分表。
本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种具有上述结构的传感器标定装置的标定方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、将校准轴安装在夹头装置上；
步骤2、调节测试轴在固定支架上的高度，使测试轴上的调试孔与校准轴所在高度相一致，然后保持测试轴的相对位置固定；
步骤3、移动标定台，使标定台向测试轴方向移动，同时调节万向自由运动平台，使校准轴伸进到测试轴的调试孔内，在这个过程中，因为万向自由平台的万向调节，会使较准轴的轴向方向与测试轴的轴向方向形成垂直；然后锁紧万向自由平台；
步骤4、操作XY轴位移微调平台，旋转XY轴位移微调平台的Y轴旋钮，使校准轴移动到调试孔的边缘，碰壁为止，记录Y轴方向调节百分表读数，记为A，然后再旋转Y轴旋钮，使校准轴向反方向移动A/2；此时，较准轴中心刚好处于测试轴的中心处；
步骤5、移动标定台，使校准轴退出测试轴的调试孔；
步骤6、调节测试轴在固定支架上的高度，使测试轴往下移动，使后面操作中的传感器避开测试轴上的调试孔；
步骤7、取下校准轴，在夹头装置上装上传感器组件，再次移动标定台，使标定台向测试轴方向移动，使传感器组件伸进到测试轴的调试孔内，此时可以对传感器组件进行标定测试。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置活动的标定台，在标定台上设置万向自由运动平台和XY轴位移微调平台，可以使固定在夹头装置上的校准轴能随连接板一起在万向自由运动平台和XY轴位移微调平台的调节下垂直插入测试轴上的调试孔内、并使校准轴中心刚好处于调试孔的中心处，并且该方案可适用于不同尺寸的传感器标定，通用性强，且精度极高，安全可靠，成本较低，便于装配和测试。
附图说明
图1为本发明实施例中传感器标定装置的立体结构示意图。
图2为本发明实施例中传感器标定装置的另一方向的立体结构示意图。
图3为本发明实施例中万向自由平台的立体结构示意图。
图4为本发明实施例中万向自由平台的剖视图。
图5为本发明实施例中XY轴位移微调平台。
图6为本发明实施例中夹头装置及连接板的立体结构示意图。
图7为本发明实施例中夹头装置及连接板的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、2所示的传感器标定装置，其包括：
底板1；
固定连接在底板1上的测试轴固定支架，测试轴固定支架包括固定在底板上的下龙门支架2，以及固定在下龙门支架上的上龙门支架3，下龙门支架上安装有测试轴夹头4，测试轴5通过测试轴夹头4固定在下龙门架2上，上龙门支架3上安装有龙门丝杆6，龙门丝杆6与测试轴5连接，用于控制测试轴5上下移动，以调节测试轴5的高度；测试轴5上开有调试孔51；
丝杆滑台组件7，固定安装在底板1上；丝杆滑台组件7为外购件，其结构为现有常规结构；
标定台8，设置在丝杆滑台组件7上，通过调节丝杆滑台组件7能使标定台靠近或远离测试轴5；
万向自由运动平台9，固定设置在标定台8上；万向自由运动平台9为外购件，其结构为现有常规结构，内部设有万向转接头，参见图3、4所示；
XY轴位移微调平台10，固定设置在万向自由运动平台9上，XY轴位移微调平台能在万向自由运动平台作用下在任意角度调整位置，XY轴位移微调平台10为外购件，其结构为现有常规结构，参见图5所示；XY轴位移微调平台10上设有X轴方向调节百分表101和Y轴方向调节百分表102；
连接板11，固定连接在XY轴位移微调平台10上；连接板11能在XY轴位移微调平台10作用下在X轴和Y轴方向进行位移微调；
夹头装置12，固定连接在连接板11上，用于夹持校准轴或传感器；固定在夹头装置上的校准轴能随连接板一起在万向自由运动平台和XY轴位移微调平台的调节下垂直插入测试轴上的调试孔内、并使校准轴中心刚好处于调试孔的中心处。
所述夹头装置12包括夹头121、夹头套122和固定夹座123，参见图6、7所示，其中固定夹座123固定安装在连接板11上，固定夹座123外设有外螺纹，固定夹座123上设有定位孔，夹头套122内设有内螺纹，夹头套122螺纹连接在固定夹座123的外螺纹上外，夹头套与固定夹座之间的螺纹拧紧方向为左旋方向；夹头121的内侧端设有定位柱，夹头的外侧端设有多个呈环形设置的夹片，每个夹片的外壁呈锥形面，夹片的锥形面外设有外螺纹，夹头螺纹连接在夹头套的内螺纹上，夹头的定位柱插入夹头套122后再插入固定夹座的定位孔内，夹片的外壁的外螺纹与夹头套螺纹连接，夹头121与夹头套122之间的拧紧方向为右旋方向。夹头装置12的工作原理如下：然后先将夹头套122通过螺纹连接拧紧在固定夹座123的外螺纹上，拧紧方向为左旋方向；再将夹头121通过螺纹连接拧紧在夹头套122的内螺纹上，拧紧方向为右旋方向；夹头套122与夹头121外部的夹片之间有一个同角度的贴合，当拧松夹头套122时，右旋夹头套122，夹头套122背向固定夹座123方向做运动，此时夹头121位移不动，所以一直右旋夹头套122，夹头的开口位置因为外部挤压而变小，夹紧工件。正反牙的设计刚好可以形成自锁，因为在右旋拧夹头套时，夹头也是右旋方向，此刻两零件刚好做反向运动，不会因为同一个方向而夹不紧。
上述传感器标定装置的标定方法包括如下步骤：
步骤1、将校准轴13安装在夹头装置12上；
步骤2、旋动龙门丝杆6，调节测试轴5在下龙门支架上的高度，使测试轴5上的调试孔51与校准轴13所在高度相一致，然后保持测试轴5的相对位置固定；
步骤3、调节丝杆滑台组件7，移动标定台8，使标定台8快速向测试轴方向移动，同时调节万向自由运动平台9，使校准轴13伸进到测试轴5的调试孔51内，在这个过程中，因为万向自由平台9的万向调节，会使较准轴13的轴向方向与测试轴5的轴向方向形成垂直；然后锁紧万向自由平台9；
步骤4、操作XY轴位移微调平台10，旋转XY轴位移微调平台的Y轴旋钮，使校准轴移动到调试孔的边缘，碰壁为止，记录Y轴方向调节百分表读数，记为A，然后再旋转Y轴旋钮，使校准轴向反方向移动A/2；此时，较准轴中心刚好处于测试轴的中心处；
步骤5、调节丝杆滑台组件7，移动标定台8，使校准轴退出测试轴的调试孔；
步骤6、调节测试轴5在固定支架上的高度，使测试轴5往下移动，使后面操作中的传感器避开测试轴5上的调试孔51；
步骤7、取下校准轴13，在夹头装置上装上传感器组件，再次调节丝杆滑台组件7，移动标定台8，使标定台8向测试轴5方向移动，使传感器组件伸进到测试轴的调试孔内，此时可以对传感器组件进行标定测试。传感器组件测试时，通过调节X方向微调旋钮，通过X轴方向调节百分表101显示读数，使传感器组件与测试轴在不同的距离情况下，如0.5mm，0.6mm，0.7mm……时传感器组件的性能，继而测试传感器的合格性。
Claims (7)
1.一种传感器标定装置，其特征在于包括：
底板；
固定连接在底板上的测试轴固定支架；
测试轴，安装在测试轴固定支架上，且能相对测试轴固定支架上下移动，测试轴上开有调试孔；
标定台，活动设置在底板上，且能靠近或远离测试轴；
万向自由运动平台，固定设置在标定台上；
XY轴位移微调平台，固定设置在万向自由运动平台上，XY轴位移微调平台能在万向自由运动平台作用下在任意角度调整位置；所述XY轴位移微调平台上设有X轴方向调节百分表和Y轴方向调节百分表；
连接板，固定连接在XY轴位移微调平台上；连接板能在XY轴位移微调平台作用下在X轴和Y轴方向进行位移微调；
夹头装置，固定连接在连接板上，用于夹持校准轴或传感器；固定在夹头装置上的校准轴能随连接板一起在万向自由运动平台和XY轴位移微调平台的调节下垂直插入测试轴上的调试孔内、并使校准轴中心刚好处于调试孔的中心处；
上述传感器标定装置的标定方法包括如下步骤：
步骤1、将校准轴安装在夹头装置上；
步骤2、调节测试轴在固定支架上的高度，使测试轴上的调试孔与校准轴所在高度相一致，然后保持测试轴的相对位置固定；
步骤3、移动标定台，使标定台向测试轴方向移动，同时调节万向自由运动平台，使校准轴伸进到测试轴的调试孔内，在这个过程中，因为万向自由平台的万向调节，会使较准轴的轴向方向与测试轴的轴向方向形成垂直；然后锁紧万向自由平台；
步骤4、操作XY轴位移微调平台，旋转XY轴位移微调平台的Y轴旋钮，使校准轴移动到调试孔的边缘，碰壁为止，记录Y轴方向调节百分表读数，记为A，然后再旋转Y轴旋钮，使校准轴向反方向移动A/2；此时，较准轴中心刚好处于测试轴的中心处；
步骤5、移动标定台，使校准轴退出测试轴的调试孔；
步骤6、调节测试轴在固定支架上的高度，使测试轴往下移动，使后面操作中的传感器避开测试轴上的调试孔；
步骤7、取下校准轴，在夹头装置上装上传感器组件，再次移动标定台，使标定台向测试轴方向移动，使传感器组件伸进到测试轴的调试孔内，此时可以对传感器组件进行标定测试。
2.根据权利要求1所述的传感器标定装置，其特征在于：所述夹头装置包括夹头、夹头套和固定夹座，其中固定夹座固定安装在连接板上，固定夹座外设有外螺纹，夹头套内设有内螺纹，夹头套螺纹连接在固定夹座的外螺纹上外，夹头外设有外螺纹，夹头螺纹连接在夹头套的内螺纹上；夹头套与固定夹座之间的螺纹拧紧方向为第一方向，夹头与夹头套之间的拧紧方向为第二方向，第一方向和第二方向相反。
3.根据权利要求2所述的传感器标定装置，其特征在于：所述第一方向为左旋方向，第二方向为右旋方向。
4.根据权利要求2所述的传感器标定装置，其特征在于：所述固定夹座上设有定位孔，所述夹头的内侧端设有定位柱，所述夹头与夹头套螺纹连接后，夹头内侧端的定位柱插入固定夹座的定位孔内。
5.根据权利要求4所述的传感器标定装置，其特征在于：所述夹头的外侧端设有多个呈环形设置的夹片，每个夹片的外壁呈锥形面，夹片的锥形面外设有外螺纹。
6.根据权利要求1所述的传感器标定装置，其特征在于：所述测试轴固定支架包括固定在底板上的下龙门支架，以及固定在下龙门支架上的上龙门支架，下龙门支架上安装有测试轴夹头，测试轴通过测试轴夹头固定在下龙门架上，上龙门支架上安装有龙门丝杆，龙门丝杆与测试轴连接，用于控制测试轴上下移动，以调节测试轴的高度。
7.根据权利要求1所述的传感器标定装置，其特征在于：所述标定台通过丝杆滑台组件固定安装在底板上，通过调节丝杆滑台组件能使标定台靠近或远离测试轴。
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