CN200972393Y - 陶瓷插芯内径/同心度测量装置 - Google Patents

陶瓷插芯内径/同心度测量装置 Download PDF

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李光南
骆丽苹
葛笑雨
朱伟俊
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Abstract

本实用新型公开了一种陶瓷插芯内径/同心度测量装置，该测量装置是在日本航空计量株式会社生产的“3060陶瓷插芯内径/同心度测量仪”上作改进的。即将原测量仪的一对发射、接收传感器位于光栅轮的同一侧，接收传感器接收光栅轮挡光区域表面的反射信号改为发射、接收传感器分别位于光栅轮的二侧、接收传感器接收穿过光栅轮透光区域的透射信号。本实用新型的最大优点是：接收反射信号改为接收透射信号，对光栅轮平面平整度要求大大降低，即使光栅轮由于长时间使用表面产生一些微小倾斜，由于是根据光栅轮透光区域获得信号，因此整个光路没有发生偏离，从而保证了测量的稳定、可靠及重复性，免去了对光栅轮多次严格的检测和调整，提高了测量效率和精度。

Description

陶瓷插芯内径/同心度测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于光纤活动连接器中的陶瓷插芯内径/同心度的测量装置。
背景技术
在光通信领域中光纤活动连接器有着非常广泛的应用，而陶瓷插芯是光纤活动连接器中的关键部件。该部件的内径和同心度的准确测量对提高光纤活动连接器的质量至关重要，如今仍是行业中的世界性课题。根据IEC61300-3-25的技术规范，陶瓷插芯同心度的测量必须以其外径为基准转动180°，测量其内外径圆心之间的距离偏差得到内径的同心度。由于内径较小(φ125μm)，只有外径的5％，而且测量的精度必须达到0.1μm，这就对测量装置的各部件提出了较高的精度要求，其中转动180°的精确测量也是非常重要的问题，因为同心度的测量是由陶瓷插芯在转动180°后的偏心值之差决定的。目前的测量装置如日本航空计量株式会社生产的“3060陶瓷插芯内径/同心度测量仪，见图1，从图中可知陶瓷插芯的转动是由光栅轮通过皮带轮带动转动的，光栅轮上交叉排列透光区域和挡光区域，可见光传感器发出的光经光栅轮上的挡光区域表面反射后由可见光接收传感器接收。由于它是通过光栅轮上的挡光区域表面的反射信号来读取陶瓷插芯转动角度的，所以对光栅轮的反射面要求极高，必须严格垂直于可见光接收传感器的轴线，不然反射回来的信号容易出现偏差，从而使测量不稳定，重复性差，标准偏差(3σ)会大于0.2μm。
技术方案
针对上述已有测量装置存在的问题，本实用新型目的是提出一种测量稳定、重复性较好的陶瓷插芯内径/同心度测量装置。
本实用新型的测量装置包括：一对发射、接收传感器，光栅轮、皮带轮、CCD探测器、激光器、样品架和计算机。
皮带轮的一端套在光栅轮的转轴上，另一端套在陶瓷插芯外径上，光栅轮转动带动陶瓷插芯转动。
陶瓷插芯固定在样品架上，CCD探测器和激光器分别放置在陶瓷插芯两端，并与陶瓷插芯内径同轴。激光器发出的光束经陶瓷插芯内径由CCD探测器接收，CCD探测器接收的信号由计算机处理并由显示器显示陶瓷插芯内径/同心度。
一对发射、接收传感器分别位于光栅轮的两侧，光栅轮上交替均布透光区域和挡光区域。随着光栅轮的转动，发射传感器发出的光束穿过光栅轮的透光区域，由接收传感器接收，传感器接收信号输入计算机，即陶瓷插芯在光栅轮的带动下转动一个角度值，直到陶瓷插芯完成180°的转动，此时CCD探测器接收的便是陶瓷插芯内径/同心度值。
本实用新型的最大优点是：一对发射、接收传感器位于光栅轮的两侧，接收反射信号改为接收透射信号，对光栅轮平面平整度要求大大降低，即使光栅轮由于长时间使用表面产生一些微小倾斜，由于是根据光栅轮透光区域获得信号，因此整个光路没有发生偏离，从而保证了测量的稳定、可靠及重复性，免去了对光栅轮多次严格的检测和调整，提高了测量效率和精度。
附图说明
图1为目前测量装置的结构示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为光栅轮的正面示意图。
具体实施方式
下面结合图2对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。本实施例是在日本航空计量株式会社生产的“3060陶瓷插芯内径/同心度测量仪”上作改进的。即将原测量仪的一对发射、接收传感器位于光栅轮的同一侧，接收传感器接收光栅轮表面的反射信号改为发射、接收传感器分别位于光栅轮的二侧、接收传感器接收穿过光栅轮孔的透射信号。
测量装置包括：一对发射、接收传感器1、2，光栅轮3、皮带轮4、CCD探测器5、激光器6、样品架7和计算机8。测量时，被测陶瓷插芯固定在样品架7上，皮带轮的一端套在光栅轮的转轴9上，另一端套在被测样品陶瓷插芯10外径上，光栅轮的转动带动陶瓷插芯转动。CCD探测器5和激光器6分别放置在陶瓷插芯两端，并与陶瓷插芯内径同轴。激光器发出的光束经陶瓷插芯内径由CCD探测器接收，CCD探测器接收的信号由计算机处理并由显示器显示陶瓷插芯内径/同心度。一对发射、接收传感器1、2位于光栅轮的两侧，当光栅轮转动到某一角度时，发射传感器发出的光束穿过光栅轮的透光区域，由接收传感器接收，获得一个信号，根据本装置的传动比的设计，随着光栅轮的转动，带动陶瓷插芯转动，当光栅轮转到获取第7个信号时，即完成陶瓷插芯180°的转动。本实用新型的内径测量的标准偏差(3σ)≤0.1μm，同心度测量标准偏差(3σ)≤0.1μm。
表1是用本实用新型的测量装置与用日本航空计量株式会社设计3060内径/同心度测量仪对陶瓷插芯内径/同心度的测量精度对比。
结论：1本实用新型的测量装置明显优于日本航空计量株式会社设计3060内径/同心度测量仪。
2使用本实用新型内径标准偏差达到0.05μm，同心度的标准偏差达到0.05μm，此数据优于目前获此数据的同类设备。
表1
  本实用新型的测量装置   3060内径/同心度测量仪
  孔径   同心度   孔径   同心度
  1   126.05   0.37   125.90   0.15
  2   126.06   0.24   125.97   0.18
  3   126.05   0.22   125.97   0.19
  4   126.06   0.26   125.98   0.18
  5   126.05   0.21   125.96   0.16
  6   126.07   0.33   126.00   0.15
  7   126.04   0.3   125.98   0.20
  8   126.00   0.35   126.00   0.20
  9   126.00   0.41   125.96   0.19
  10   126.05   0.27   125.97   0.19
  11   126.05   0.29   125.98   0.17
  12   126.07   0.26   126.01   0.20
  13   126.11   0.37   125.96   0.20
  14   126.07   0.36   125.98   0.18
  15   126.07   0.22   126.00   0.18
  16   126.10   0.24   125.98   0.18
  17   126.06   0.21   126.00   0.18
  18   126.06   0.29   125.98   0.15
  19   126.11   0.23   126.00   0.20
  20   126.10   0.33   125.98   0.21
  AVG   126.06   0.29   125.98   0.18
  3σ   0.09   0.19   0.07   0.05

Claims (1)

1.一种陶瓷插芯内径/同心度测量装置，包括：一对发射、接收传感器(1、2)，光栅轮(3)、皮带轮(4)、CCD探测器(5)、激光器(6)、样品架(7)和计算机(8)；
皮带轮的一端套在光栅轮的转轴(9)上，另一端套在被测样品陶瓷插芯(10)外径上，陶瓷插芯(10)固定在样品架(7)上；
CCD探测器(5)和激光器(6)分别放置在陶瓷插芯两端，并与陶瓷插芯内径同轴；
激光器发出的光束经陶瓷插芯内径由CCD探测器接收，CCD探测器接收的信号由计算机处理并由显示器显示陶瓷插芯内径/同心度值；其特征在于：
一对发射、接收传感器(1、2)分别位于光栅轮的两侧，发射传感器发出的光束穿过光栅轮的透光区域，由接收传感器接收，输入计算机。
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