CN203274713U - 用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，包括位移传感器标定台、标定螺杆、齿轮箱、限位开关、限位开关挡板、步进电机、位移传感器调理器、数据采集卡、计算机和步进电机控制器；位移传感器的顶杆抵住标定螺杆的螺纹一端，标定螺杆的方形一端穿过齿轮箱内的驱动齿轮后与限位开关挡板连接，步进电机连接到齿轮箱，步进电机控制器连接到步进电机，位移传感器的信号线与位移传感器调理器连接，位移传感器调理器的信号输出线连接到数据采集卡，计算机和步进电机控制器分别与数据采集卡连接，数据采集卡的I/O端与限位开关的信号线连接。本实用新型用于位移传感器的标定，能够节省很大的工作量，标定精度也得到了保证。

Description

用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪

技术领域

本实用新型涉及一种标定仪，特别是一种用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪。

技术背景

目前常用的位移传感器标定仪主要分机械式和电子式两种，机械式标定方式常用的标准器具为螺旋测微计、游标卡尺，百分表标定仪等，对线性位移传感器来说，它们一个共同的标定方法就是：在位移传感器的全量程内取若干个典型的点做标定，测出物理量与电压值的对应关系，然后计算出平均标定系数；对于电子式的位移传感器标定仪，一般是采用一个准确度较高的基准如光栅尺等对位移传感器进行标定，计算机采集光栅尺的数据，然后算出待标定位移传感器的标定系数。无论那种方式，都需要一个参考标准量具或仪表，同时还需要操作人员干预，这就带来附加误差，效率也低。尤其对于非线性位移传感器的标定，这种方法将带来很大的工作量，标定精度也无法保证。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的在于解决现有的位移传感器标定仪存在附加误差，效率低的问题。

技术方案：本实用新型提供以下技术方案：一种用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，包括位移传感器标定台、标定螺杆、齿轮箱、限位开关、限位开关挡板、步进电机、位移传感器调理器、数据采集卡、计算机和步进电机控制器；位移传感器的顶杆抵住标定螺杆的螺纹一端，标定螺杆的方形一端穿过齿轮箱内的驱动齿轮后与限位开关挡板连接，步进电机连接到齿轮箱，步进电机控制器连接到步进电机，位移传感器的信号线与位移传感器调理器连接，位移传感器调理器的信号输出线连接到数据采集卡，计算机和步进电机控制器分别与数据采集卡连接，数据采集卡的I/O端与限位开关的信号线连接。

工作原理：由计算机通过数据采集卡控制步进电机在转动，通过齿轮带动标定螺杆转动，标定螺杆通过螺纹将转动变为轴向运动，标定螺杆的轴向运动改变了位移传感器顶杆的位置，因而位移传感器调理器的输出电压也就随着改变，计算机采样该电压并存盘。通过齿轮箱传动，步进电机每步移动的角度与标定螺杆沿轴向移动距离是一一对应的，这种对应关系只要第一次确认后后面就不需要再确认，避免了反复测量电压与位移对应关系时带来的误差。通过对步进电机运行的步数进行换算就确定了顶杆的移动距离，建立了顶杆移动距离与位移传感器调理器输出电压一一对应关系，这样就对位移传感器进行了标定。

有益效果：本实用新型与现有技术相比：由于本实用新型是利用步进电机每步移动的角度与标定螺杆沿轴向移动距离是一一对应关系和顶杆移动距离与位移传感器调理器输出电压一一对应关系，没有采用一个参考标准量具或仪表，这样就不需要操作人员干预，并且避免了附加误差，提高了效率，尤其对于非线性位移传感器的标定，能够节省很大的工作量，标定精度也得到了保证。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型位移传感器标定台的A-A剖面图；

图3是本实用新型位移传感器标定台的B-B剖面图；

图4是本实用新型齿轮箱的示意图；

图5是本实用新型支撑轴承的示意图；

图6是本实用新型驱动齿轮的示意图；

图7是本实用新型限位开关挡板的结构示意图；

图8是本实用新型标定螺杆的示意图。

具体实施方式

如附图1所示一种用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，包括位移传感器标定台1、标定螺杆2、齿轮箱3、限位开关4、限位开关挡板5、步进电机6、位移传感器调理器7、数据采集卡8、计算机9和步进电机控制器10；位移传感器11的顶杆23抵住标定螺杆2的螺纹一端，标定螺杆2的方形一端穿过齿轮箱3内的驱动齿轮21后与限位开关挡板5连接，步进电机6连接到齿轮箱3，步进电机控制器10连接到步进电机6，位移传感器11的信号线与位移传感器调理器7连接，位移传感器调理器7的信号输出线连接到数据采集卡8，计算机9和步进电机控制器10分别与数据采集卡8连接，数据采集卡8的I/O端与限位开关4的信号线连接。位移传感器1穿过第一支架12和第二支架13后固定于位移传感器标定台1上，标定螺杆2通过第三支架14固定于位移传感器标定台1上。第二支架13设有第一位置调节槽15，第三支架14上设有第二位置调节槽16。限位开关挡板5位于限位开关4的前进限位开关和后退限位开关之间。齿轮箱3中的驱动齿轮中心孔17为方形，与标定螺杆2方形一端配合。

根据待标位移传感器11的尺寸，在第一位置调节滑槽15内移动第二支架13，调整两个支架之间的距离，根据需要在第一支架12和第二支架13的下面增加垫块调整被标位移传感器11的高度。将位移传感器11的信号线与位移传感器调理器7连接，位移传感器调理器7的电压输出信号接入到数据采集卡8，再将数据采集卡8与计算机9相连。标定螺杆2的螺纹一端穿过第二支架13的螺孔，另一方形端则穿过轴承19中的中心方孔21。在位移传感器标定台1上安装了限位开关4，控制标定螺杆2的前进与后退行程，当达到预定行程时，安装在标定螺杆2尾端的限位开关挡板5闭合限位开关4。限位开关4接入到数据采集卡8的I/O输入端，数据采集卡8的I/O输出端接步进电机控制器10。在进行位移传感器11标定时，计算机9发出指令，步进电机6开始转动，主动轮通过从动轮驱动标定螺杆2的驱动轮22转动，由于穿过驱动轮22的标定螺杆2部分为方形结构，所以标定螺杆2开始转动，受第二支架13螺孔内螺纹作用，标定螺杆2做轴向运动，同时计算机9开始采集位移传感器调理器7传来的电压信号，该电压信号大小与位移传感器顶杆25的位置存在一一对应关系。当标定螺杆2运动到终点时，装在其尾部的限位开关挡板5闭合了限位开关4，计算机9通过数据采集卡8的I/O端监测到一个闭合信号后控制步进电机6后退，直到限位开关挡板5闭合限位开关4，计算机9停止发布步进电机6的驱动脉冲，至此该位移传感器11标定工作结束。

在图2中，将位移传感器11放入第一支架12内，第一支架12通过螺栓与位移传感器标定台1固定，用手旋紧螺栓即可。根据位移传感器11的尺寸与形状采用不同的夹具，也可在第一支架12与位移传感器标定台1之间加入垫块，调节位移传感器11的安装高度，使位移传感器顶杆23与标定螺杆2相对。第一支架12材料为非铁质类材料，如铜、铝合金、塑料及有机玻璃等，位移传感器标定台1也为类似材料。

在图3中，为标定螺杆2的支撑支架第二支架13，采用铜材加工而成，中心是具有细牙螺纹的螺孔。当标定螺杆2在孔内转动时，受螺纹的作用，标定螺杆2将自身的转动转为轴向运动。

图4中，简易齿轮箱3结构示意图，在从动齿轮轴的两边各装两块盖板18，避免齿轮运动时的攒动。此外，齿轮箱上还有一个标定螺杆2支撑轴承19的安装孔。

图5中，标定螺杆2的支撑轴承19的示意图，中心开有方孔20，支撑标定螺杆2的同时也能自由转动。

图6中，标定螺杆5驱动齿轮22的中心开有方形孔22，标定螺杆2在驱动齿轮21的带动下转动的同时也能在轴向自由运动。

图7中，限位开关挡板5通过中心孔与标定螺杆2用螺丝连接。

图8中，标定螺杆2用铜材制成，分成两段，靠近位移传感器11一端的是螺杆设有精密的细牙螺纹，而另一端则是方形柱体结构。

Claims (5)

1.一种用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，其特征在于：包括位移传感器标定台（1）、标定螺杆（2）、齿轮箱（3）、限位开关（4）、限位开关挡板（5）、步进电机（6）、位移传感器调理器（7）、数据采集卡（8）、计算机（9）和步进电机控制器（10）；位移传感器（11）的顶杆抵住标定螺杆（2）的螺纹一端，标定螺杆（2）的方形一端穿过齿轮箱（3）内的驱动齿轮后与限位开关挡板（5）连接，步进电机（6）连接到齿轮箱（3），步进电机控制器（10）连接到步进电机（6），位移传感器（11）的信号线与位移传感器调理器（7）连接，位移传感器调理器（7）的信号输出线连接到数据采集卡（8），计算机（9）和步进电机控制器（10）分别与数据采集卡（8）连接，数据采集卡（8）的I/O端与限位开关（4）的信号线连接。

2.根据权利要求1所述的用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，其特征在于：所述位移传感器（11）穿过第一支架（12）和第二支架（13）后固定于位移传感器标定台（1）上，标定螺杆（2）通过第三支架（14）固定于位移传感器标定台（1）上。

3.根据权利要求2所述的用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，其特征在于：所述第二支架（13）设有第一位置调节槽（15），第三支架（14）上设有第二位置调节槽（16）。

4.根据权利要求3所述的用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，其特征在于：所述限位开关挡板（5）位于限位开关的前进限位开关和后退限位开关之间。

5.根据权利要求4所述的用于位移传感器及位移传感器调理器的自动标定仪，其特征在于：所述齿轮箱（3）中的驱动齿轮中心孔（17）为方形，与标定螺杆（2）方形一端配合。

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