CN114518065A - 大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，具体为：基板上固定安装传感器探头的探头支撑架与安装平移台的平移台支撑架，内径千分尺固定在千分尺支撑架上，尺头与平移台侧面的圆珠相接触，旋转内径千分尺，尺头和平移台内部的拉紧弹簧带动平移台移动，从而带动被测物发生水平移动，使得被测物与传感器探头之间的距离发生变化，通过内径千分尺读取该变化量，同步记录传感器输出信息；重复上述过程获取多组传感器输入输出信号，通过数据拟合得到电涡流微位移传感器的标定结果。本发明可根据应用需求调整偏置距离和测量行程，满足多种规格电涡流微位移传感器的标定。且可设置多个传感器探头支撑架，实现多通道传感器并行标定，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域，特别是一种大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置。
背景技术
作为一种非接触、高精度微位移测量元件，电涡流微位移传感器以结构简单、价格低廉、灵敏度高、频带宽、不受油污介质影响、抗干扰能力强等优点，广泛应用于位移、振动、转速、金属膜厚度、金属元件几何尺寸、表面粗糙度等物理量的测量，在工业生产、航空工业、核工业、石油化工、安全检测等领域发挥着重要作用。
电涡流微位移传感器应用时需先设定偏置距离，在偏置距离基础上设定测量行程。不同应用场合对电涡流微位移传感器的测量行程要求不同，且电涡流微位移传感器灵敏度与偏置距离有关。电涡流微位移传感器的标定曲线是传感器得以实际应用的关键。为了准确获知传感器探头和被测物之间的距离，可采用诸如双频激光干涉仪等高精度位移测量装置，但标定时需专用测量场地，同时还需调节仪器，且仪器价格很高。对于有些指标要求不高的电涡流微位移传感器而言，该方法复杂度和成本高，因此急需一种简易的标定装置，能够满足多通道、多量程且量程可调的电涡流微位移传感器的并行标定，在降低标定装置复杂度和成本的同时，提高标定工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一套标定装置，能够满足单端式和差分式电涡流微位移传感器的标定，其偏置距离和测量行程可调，以满足多种规格电涡流微位移传感器的标定，且装置可安装多个探头支撑架，以低成本实现多通道电涡流微位移传感器的并行标定，提高工作效率。本发明要解决的技术问题是提供一种大行程且可调的标定装置，实现多通道单端式和差分式电涡流微位移传感器的并行标定。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，包括基板、探头支撑架、平移台支撑架、平移台、被测物、千分尺支撑架、内径千分尺；
所述探头支撑架与平移台支撑架固定在基板上，探头支撑架上固定传感器探头，内径千分尺固定在千分尺支撑架上，内径千分尺尺头与平移台侧面的圆珠相接触，旋转内径千分尺，内径千分尺尺头和平移台内部的拉紧弹簧带动平移台移动，从而带动被测物发生水平移动，使得被测物与传感器探头之间的距离发生变化，通过内径千分尺读取该变化量，同步记录传感器输出信息；重复上述过程获取多组传感器输入输出信号，通过数据拟合得到电涡流微位移传感器的标定结果。
进一步地，所述探头支撑架包括位于被测物两侧且相对平行设置的一对U型支撑架，U型结构的两个立柱上对应位置处设置有安装传感器探头的传感器探头定位孔。
进一步地，所述传感器探头定位孔采用侧面开口结构形式，以使安装传感器探头时传感器探头定位孔有一定裕量，便于安装。
进一步地，所述被测物结构形状为T型，T型的“一”部分固定在平移台上，“|”部分位于两立柱之间且与立柱平行。
进一步地，所述探头支撑架可在基板上设有多个，同步增加被测物长度，实现多传感器的并行标定。
进一步地，所述探头支撑架设置于基板上的凹槽中，且探头支撑架沿凹槽长度方向上的位置可根据欲标定电涡流微位移传感器偏置距离和测量行程的需要进行调节，使得被测物两侧相对应的探头支撑架之间的距离满足标定需求。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1)采用本发明的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，可以较低成本、便捷地对单端式和差分式电涡流微位移传感器进行标定。
2)采用本发明的装置，可根据应用需求调整偏置距离和测量行程，满足多种规格电涡流微位移传感器的标定。
3)可设置多个传感器探头支撑架，实现多通道传感器并行标定，提高工作效率。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是一个实施例中大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置结构正视图。
图2是一个实施例中大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置结构后视图。
图3是一个实施例中千分尺支撑架结构示意图。
图4是一个实施例中探头支撑架结构示意图。
图5是一个实施例中基板和探头支撑架开槽示意图。
其中：1-基板；2-探头支撑架；3-平移台支撑架；4-平移台；5-被测物；6-千分尺支撑架；7-内径千分尺；8-被测物固定螺钉；9-千分尺头安装孔；10-内径千分尺尺头；11-圆珠；12-平移台支撑架固定螺钉；13-千分尺支撑架固定螺钉；14-千分尺固定螺钉；15-立柱；16-传感器探头定位孔；17-传感器探头；18-探头固定螺钉；19-凸台；20-凹槽；21-探头支撑架固定孔；22-通槽；23-探头支撑架固定螺钉。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
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。
在一个实施例中，结合图1，提供了一种大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，包括基板1、探头支撑架2、平移台支撑架3、平移台4、被测物5、千分尺支撑架6、内径千分尺7；
所述探头支撑架2与平移台支撑架3固定在基板1上(结合图2，所述平移台支撑架3通过平移台支撑架固定螺钉12与基板1进行连接)，探头支撑架2上固定传感器探头17，内径千分尺7固定在千分尺支撑架6上，内径千分尺尺头10与平移台4侧面的圆珠11相接触，旋转内径千分尺7，内径千分尺尺头10和平移台4内部的拉紧弹簧带动平移台4移动，从而带动被测物5发生水平移动，使得被测物5与传感器探头17之间的距离发生变化，通过内径千分尺7读取该变化量，同步记录传感器输出信息；重复上述过程获取多组传感器输入输出信号，通过数据拟合得到电涡流微位移传感器的标定结果。
所述平移台4以精密燕尾副做导轨以提供直线移动，且采用侧位丝杆和拉紧弹簧，使得平移台运动平滑、准确且无空回现象。
进一步地，在其中一个实施例中，结合图3，所述千分尺支撑架6为L型结构，安装于平移台4侧面，与侧面形成U型结构，内径千分尺7贯穿千分尺支撑架6上作为U型臂的一面，内径千分尺尺头10处于U型开口中并与平移台4侧面的圆珠11相接触。
进一步地，在其中一个实施例中，结合图4，所述探头支撑架2包括位于被测物5两侧且相对平行设置的一对U型支撑架，U型结构的两个立柱15上对应位置处设置有安装传感器探头17的传感器探头定位孔16。
进一步地，在其中一个实施例中，所述传感器探头定位孔16采用侧面开口结构形式，以使安装传感器探头17时传感器探头定位孔16有一定裕量，便于安装，传感器探头17通过立柱15上的探头固定螺钉18加以固定。
进一步地，在其中一个实施例中，所述被测物5结构形状为T型，T型的“一”部分固定在平移台4上，“|”部分位于两立柱15之间且与立柱平行。
进一步地，在其中一个实施例中，根据实际应用需求，所述探头支撑架2可在基板1上设有多个，同步增加被测物5的长度，实现多传感器的并行标定，提高工作效率。
进一步地，在其中一个实施例中，所述探头支撑架2设置于基板1上的凹槽中，且探头支撑架2沿凹槽长度方向上的位置可根据欲标定电涡流微位移传感器偏置距离和测量行程的需要进行调节，使得被测物5两侧相对应的探头支撑架2之间的距离满足标定需求。
进一步地，在其中一个实施例中，结合图5，每个所述U型支撑架底部设有两个凸台19，基板1上与两凸台相对应的位置处设有两个相互平行的凹槽20。
所述两个凸台19之间的中心距与其对应的相互平行的两凹槽20之间的中心距相等；凸台19的高度和凹槽20的深度相同；凸台19的宽度小于凹槽20的宽度，且差值在安装公差范围内，以保证凸台19能够固定在凹槽20内；凸台19的长度小于凹槽20的长度，以便调整被测物5两侧相对应的探头支撑架2之间的距离，以满足不同偏置距离和测量行程的电涡流微位移传感器标定的需要。
所述两个凸台19上分别开两个通孔作为探头支撑架固定孔21，凹槽20内开有通槽22，通槽内径大于探头支撑架固定螺钉23直径，以保证探头支撑架固定螺钉23先后通过探头支撑架固定孔21和通槽22，直至基板1背面；在基板1背面与正面凹槽20对应位置同样开有凹槽，深度大于探头支撑架固定螺钉23配套螺母的高度，以保证探头支撑架2固定在基板1上后，基板1背面为水平面。
进一步地，在其中一个实施例中，被测物5材料根据实际应用可选择铝合金、钛合金等。被测物5形状通常为长方形，根据探头直径及被测物5材料，被测物5的长度应超出最远传感器探头17对应位置，并留有一定裕量。
进一步地，在其中一个实施例中，被测物5的宽度应大于探头直径的指定倍数，以保证标定精度。
进一步地，在其中一个实施例中，所述内径千分尺7可选择常规千分尺头，或选择带读数显示屏的千分尺头，便于实验过程数据的读取。
本发明提出的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，平移台支撑架3固定在基板1上，根据欲标定电涡流微位移传感器偏置距离和测量行程的需要，沿基板1上凹槽20的长度方向上调节探头支撑架2的位置，使得被测物5两侧相对应的探头支撑架2之间的距离满足标定需求，然后将探头支撑架2固定在基板1上；传感器探头17固定在探头支撑架2上保持不动；内径千分尺7固定在千分尺支撑架6上，内径千分尺尺头10与平移台4侧面的圆珠11相接触；当旋转内径千分尺7使得内径千分尺尺头10向左运动时，内径千分尺尺头10通过平移台4侧面的圆珠11推动平移台4向左运动；当旋转内径千分尺7使内径千分尺尺头10向右运动时，内径千分尺尺头10将与圆珠11分离，两者之间作用力减小，此时平移台4内部的拉紧弹簧带动平移台4向右运动，使得内径千分尺尺头10与圆珠11时刻保持接触；平移台4的左右运动带动被测物5左右运动，使得被测物5与传感器探头17之间的距离发生变化；通过内径千分尺7读取该变化量，同步记录传感器输出信息。重复上述过程获取多组传感器输入输出信号，通过数据拟合得到电涡流微位移传感器的标定结果。
本发明的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，可以较低成本、便捷地对单端式和差分式电涡流微位移传感器进行标定。同时，可根据应用需求调整偏置距离和测量行程，满足多种规格电涡流微位移传感器的标定。此外，可设置多个传感器探头支撑架，实现多通道传感器并行标定，提高工作效率。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，包括基板(1)、探头支撑架(2)、平移台支撑架(3)、平移台(4)、被测物(5)、千分尺支撑架(6)、内径千分尺(7)；
所述探头支撑架(2)与平移台支撑架(3)固定在基板(1)上，探头支撑架(2)上固定传感器探头(17)，内径千分尺(7)固定在千分尺支撑架(6)上，内径千分尺尺头(10)与平移台(4)侧面的圆珠(11)相接触，旋转内径千分尺(7)，内径千分尺尺头(10)和平移台(4)内部的拉紧弹簧带动平移台(4)移动，从而带动被测物(5)发生水平移动，使得被测物(5)与传感器探头(17)之间的距离发生变化，通过内径千分尺(7)读取该变化量，同步记录传感器输出信息；重复上述过程获取多组传感器输入输出信号，通过数据拟合得到电涡流微位移传感器的标定结果。
2.根据权利要求1所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述探头支撑架(2)包括位于被测物(5)两侧且相对平行设置的一对U型支撑架，U型结构的两个立柱(15)上对应位置处设置有安装传感器探头(17)的传感器探头定位孔(16)。
3.根据权利要求2所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述传感器探头定位孔(16)采用侧面开口结构形式，以使安装传感器探头(17)时传感器探头定位孔(16)有一定裕量，便于安装。
4.根据权利要求2所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述被测物(5)结构形状为T型，T型的“一”部分固定在平移台(4)上，“|”部分位于两立柱(15)之间且与立柱平行。
5.根据权利要求4所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述探头支撑架(2)可在基板(1)上设有多个，同步增加被测物(5)长度，实现多传感器的并行标定。
6.根据权利要求2所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述探头支撑架(2)设置于基板(1)上的凹槽中，且探头支撑架(2)沿凹槽长度方向上的位置可根据欲标定电涡流微位移传感器偏置距离和测量行程的需要进行调节，使得被测物(5)两侧相对应的探头支撑架(2)之间的距离满足标定需求。
7.根据权利要求2所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，每个所述U型支撑架底部设有两个凸台(19)，基板(1)上与两凸台相对应的位置处设有两个相互平行的凹槽(20)。
8.根据权利要求7所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述两个凸台(19)之间的中心距与其对应的相互平行的两凹槽(20)之间的中心距相等；凸台(19)的高度和凹槽(20)的深度相同；凸台(19)的宽度小于凹槽(20)的宽度，且差值在安装公差范围内，以保证凸台(19)能够固定在凹槽(20)内；凸台(19)的长度小于凹槽(20)的长度，以便调整被测物(5)两侧相对应的探头支撑架(2)之间的距离，以满足不同偏置距离和测量行程的电涡流微位移传感器标定的需要。
9.根据权利要求8所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述两个凸台(19)上分别开两个通孔作为探头支撑架固定孔(21)，凹槽(20)内开有通槽(22)，通槽内径大于探头支撑架固定螺钉(23)直径，以保证探头支撑架固定螺钉(23)先后通过探头支撑架固定孔(21)和通槽(22)，直至基板(1)背面；在基板(1)背面与正面凹槽(20)对应位置同样开有凹槽，深度大于探头支撑架固定螺钉(23)配套螺母的高度，以保证探头支撑架(2)固定在基板(1)上后，基板(1)背面为水平面。
10.根据权利要求1所述的大行程且可调的多通道电涡流微位移传感器并行标定装置，其特征在于，所述千分尺支撑架(6)为L型结构，安装于平移台(4)侧面，与侧面形成U型结构，内径千分尺(7)贯穿千分尺支撑架(6)上作为U型臂的一面，内径千分尺尺头(10)处于U型开口中并与平移台(4)侧面的圆珠(11)相接触。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 400000 floor 3-2-2,3-2-3,3-2-4,3-2-5, No. 66, Fenghe Road, Beibei District, Chongqing Applicant after: Chongqing Guoke Medical Innovation Technology Development Co.,Ltd. Applicant after: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology Chinese Academy of Sciences Address before: 400000 floor 3-2-2,3-2-3,3-2-4,3-2-5, No. 66, Fenghe Road, Beibei District, Chongqing Applicant before: Chongqing Guoke Medical Technology Development Co.,Ltd. Applicant before: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology Chinese Academy of Sciences |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |