CN1346963A

CN1346963A - 面积型电容测微仪精度的自校准方法及测量装置

Info

Publication number: CN1346963A
Application number: CN 01136399
Authority: CN
Inventors: 叶声华; 付敬业; 曲兴华
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2002-05-01

Abstract

本发明它是在测试装置的机座上装置有下滑块、上滑块、量块及微处理器等,机座上制有二支柱体,其一支柱体上装有平移调节机构及调节上滑块行程的微位移驱动器。校准仪器时,本发明不需要高精度等级的精密仪器作检定基准,只需将两只同样的电容测微仪按一垂直角度分离安置在一支柱体和平移调节机构上,分别通过斜铁和平移调节机构的微调,以测出电容测微仪各自输出的全部测量数据,再经微处理器处理,就可得到电容测微仪各自精度测量和校准的精确结果。本发明具有检定校准精度高,现场使用适用广的特点。并可适用于其它各种测量面积型、点型等精密仪器的自校准。

Description

面积型电容测微仪精度的自校准方法及测试装置

技术领域

本发明属于测试计量类，尤其涉及电容测微仪的校准和标定。

技术背景

目前公知的电容测微仪的精度测定、校准，都是采用更高精度等级的仪器来校准和标定的，而且这种传统的校准方法一般只适用于实验室等环境要求极高的场所。在实际工作中，通常高精度等级的精密仪器极难制作和找到，同时也很难适用于现场等工作场所。目前有人使用的激光干涉仪自标定装置，是将两个需标定的激光干涉仪同向水平置放，使用压电驱动器调节悬臂梁角度来测定、标定被测激光干涉仪的精度等级。实际操作中，由于杠杆支点的挠曲变形和比例位移时测量倾角的变化，只适用于测试面呈点状的测量仪器，不能满足有效测量面积型的需要，而且所校准的精度极难满足要求。

发明目的

本发明的目的是提供一种提高面积型电容测微仪精度测定校准的方法及其测试装置，以解决电容测微仪精度的自校准和广泛使用等方面的需要。

本发明是这样实现的。

一种电容测微仪精度的自校准方法，它包括下列步骤：

1.将两只相同精度的电容测微仪，按确定位移比例分离置放安置在测量位置的部位上；

2.首测两只电容测微仪输出的初始测量数据；

3.调节斜面比例位移机构，测得两只电容测微仪的测量数据，直到基准测微仪达到满量程；

4.单向平移调节基准电容测微仪到初始位置，重复2、3的步骤，测得两只电容测微仪的相应测量数，直至获得被校准电容测微仪在满量程中的全部所需数据；

5.将两只电容测微仪的位置交换；

6.依次重复上述2、3、4的步骤，并测得两只电容测微仪所需全部测量数据；

7.对所测量的数据进行处理，完成各自电容测微仪精度的校准。

一种电容测微仪精度自校准的测试装置，其在机座上制有两支柱体，其中一支柱体上装有平移调节机构。机座上两支柱体之间固定装有下滑块，下滑块上置有上滑块，上滑块与机座上的一支柱体之间装有可调节行程的微位移驱动器。机座上另一支柱体及平移调节机构上各自分别制有装置电容测微仪的紧固装置。

本发明利用两只相同精度的有效测量面积型电容测微仪作为被测对象，并用上述的方法及测试装置的多次测量和相互校准，最终得到各自精度达到自身能力极限的测量、校准(或标定)的结果，因而能够进行电容测微仪的自校准，而无需更高等级的仪器作检定基准，同时适用于各种工作场所。

本发明的方法及测试设备也可适用于其它测量面为面积型或点型的测微仪器精度的自校准。

附图说明

图1是本发明的一面积型电容测微仪精度自校准方法的测试装置的示意结构原理图；

图2是本发明的另一面积型电容测微仪精度自校准方法及测试装置的示意结构原理图；

图中：1、测试装置，1-1、机座，1-2、平移调节机构，1-3、下滑块，1-4、上滑块，1-5、微位移驱动器，2、3电容测微仪，4、数据处理器，4-1、4-2、电容数显表，4-3、回归计算器，4-4、数据输出器，5、量块。

实施方案

在图1中：测试装置(1)的机座(1-1)可制成平座或其它式样，其上两边制有两支柱体，其中一支柱体的上部装有上下可移动的微位移平移调节机构(1-2)，为达到校准精度高的要求，平移调节机构最好可制成单轴式的单圆弧或双圆弧形式样的柔性铰链式结构安装在支柱体上。平移调节机构(1-2)和机座(1-1)另一侧边上的支柱体上制有装置电容测微仪的紧固装置，如螺钉、夹卡或其它结构等，装置着2只同样的电容测微仪(2)、(3)的校准传感器，传感器上有导线连接至数据处理器(4)。数据处理器(4)可以是计算机或其它数据处理器。下滑块(1-3)可由紧固件或粘接剂等固定装在机座(1-1)上的两支柱体之间，其上装有可滑动式调节的上滑块(1-4)；上、下滑块可制成斜面式，其斜面比可为整数倍，最好为1∶10，便于测量计算精度的需要。上滑块(1-4)与机座(1-1)上的一支柱体之间装有微位移驱动器(1-5)，其最好采用压电式驱动器，用于调节上滑块(1-4)的水平移动。上滑块(1-4)上置有量块(5)。

实际使用中，可先将相同的两只电容测微仪(2)、(3)的校准传感器分别装置在平移调节结构(1-2)和机座(1-1)的一支柱体的紧固装置上，与量块(5)呈一确定位移比例(角度)分离置放，一般可为70°-90°，最好为垂直分离置放。测量时从数据处理器(4)首测其电容测位仪的传感器输出的原始测量数据，然后调节微位移驱动器(1-5)，驱动上滑块(1-4)移动一量程，从数据处理器(4)分别测得其测量数据。之后，调节平移调节机构(1-2)，使其上的传感器(2)上或下平移一量程；重新再调节微位移驱动器(1-5)，以调节上滑块(1-4)的全量程；从而由数据处理器测得其相应的测量数据。以后，将两电容测微仪(2)、(3)的传感器相互对调位置，依次重复上述操作，由此得到相应的对比测量数据；所测数据通过数据处理器(4)的回归、校准、对比、计算和处理，即可得到电容测微仪的各自测定、校准的精度。

在图2中，为操作、使用、直观、经济节约的需要，数据处理器可由电容数显表(4-1)、(4-2)和计算回归器(4-3)(普通计算机即可)及数据输出器(4-4)(如显示器或打印机等)由导线顺序连构成。其中，调节电容测微仪的测试装置(1)由图1所述。由测试装置(1)上的电容测微仪(2)、(3)的传感器输出的相应测试数据经导线分别输至电容显示表(4-1)、(4-2)，由此直接显示出所测数据，并经数据回归器(4-3)处理后，由数据输出器(4-4)直接测得电容测微仪各自的精度，进而完成电容测微仪的自校准。

Claims

1.一种面积型电容测微仪精度的自校准方法，它包括下列步骤：

1)将两只相同精度的电容测微仪，按确定位移比例分离置放安置在测量位置上；

2)首测两只电容测微仪输出的初始测量数据；

3)调节比例位移机构，测得两只电容测微仪的测量数据，直至基准测微仪达到满量程；

4)单向平移调节基准电容测微仪到初始位置，重复2)、3)的步骤，测得两只电容测微仪的相应测量数据，直至获得被校准电容测微仪满量程的全部所需数据；

5)将两只电容测微仪的位置交换；

6)依次重复上2)、3)、4)的步骤，并测得两只电容测微仪所需的全部测量数据；

7)对所测量数据进行处理，完成各自电容测微仪精度的校准。

2.一种使用权利要求1所述的面积型电容测微仪精度的自校准方法，其特征在于两只电容测微仪为垂直分离置放。

3.一种面积型电容测微仪精度自校准测试装置，其特征在于，机座上制有两支柱体，其中一支柱体上装有平移调节机构；机座上两支柱体之间固装有下滑块，下滑块上置有上滑块；上滑块与机座上的一支柱体之间装有微位移驱动器；机座上另一支柱体及平移调节机构上分别制有装置电容测微仪的紧固装置。