CN207622702U - 一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统 - Google Patents

Abstract

一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，包括环境模拟箱、光学平台、激光位移传感器载物板、标定样品载物台、长度计安装架、电控移动平台，光学平台设置在环境模拟箱中，激光位移传感器载物板与光学平台可移动连接，长度计安装架与光学平台可移动连接，标定样品载物台通过电控移动平台驱动直线移动，标定样品设置在激光位移传感器载物板和长度计安装架之间，环境模拟箱中设置有光源、温控系统。本实用新型可以根据激光位移传感器的实际工作环境对其工作温度、杂散光强度等进行模拟调控；可对样品的种类、表面粗糙度、颜色等进行调节来贴近激光位移传感器的实际工作情况，从而提高激光位移传感器在实际工作中的精度。

Description

一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统

技术领域

本实用新型涉及传感器的标定领域，尤其涉及一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统。

背景技术

激光位移传感器是利用激光三角法测量技术对物体位移进行测量的测量装置，是一种借助激光光束将物体位移变化转换成电信号变化的测量装置。它的优点是能实现非接触测量，并且精度高、量程大、抗干扰能力强、实时性好。基于以上优点，激光位移传感器在在工业生产中的很多场合得到了广泛应用。

作为高精度的光学测量仪器，在使用激光位移传感器之前，必须对其进行标定以保证其测量精度，激光位移传感器属于非接触类光学测量仪器，并且本身就具有很高的测量精度，对其标定具有较大的难度。

公告号为CN103630076A，公布日2014.03.12的中国专利文献公开了一种激光位移传感器标定方案，利用光栅尺作为标定参考，步进电机控制标定样品的移动，标定样品位移数据与光栅尺获得的标准位移数据对比，从而实现标定。该方案能较好的对激光位移传感器进行标定，但是没有考虑到激光位移传感器在实际工作中的环境影响，在实际工作中标定目标物的种类、颜色、粗糙程度以及工作环境的温度、杂光强度等都会对激光位移传感器的实际工作精度产生影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，用于对激光位移传感器进行高效、准确、方便的标定；标定系统置于一个密封的环境模拟箱中，可以根据激光位移传感器的实际工作环境对其工作温度、杂散光强度等进行模拟调控；标定样品置于样品载物台上，可对样品的种类、表面粗糙度、颜色等进行调节来贴近激光位移传感器的实际工作情况，从而提高激光位移传感器在实际工作中的精度。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，包括环境模拟箱、光学平台、激光位移传感器载物板、标定样品载物台、长度计安装架、电控移动平台，所述的光学平台设置在环境模拟箱中，激光位移传感器载物板与光学平台可移动连接，长度计安装架与光学平台可移动连接，标定样品载物台安装在光学平台上，通过电控移动平台驱动直线移动，安装在标定样品载物台上的标定样品设置在激光位移传感器载物板和长度计安装架之间，在所述环境模拟箱中设置有光源、温控系统。

所述激光位移传感器载物板包括载物板Ⅰ、载物板Ⅱ，载物板Ⅰ与载物板Ⅱ叠加设置通过长孔和螺栓连接光学平台。

所述标定样品载物台包括底座、移动架、夹板，夹板通过螺栓与移动架固定，标定样品夹持在夹板与移动架之间，底座固定在光学平台上，移动架设置在底座上，与底座滑动连接，移动架通过螺杆连接电控移动平台。

所述长度计安装架包括横杆、底座Ⅰ、底座Ⅱ，底座Ⅰ和底座Ⅱ通过长孔和螺栓安装在光学平台上，横杆的两端分别连接底座Ⅰ和底座Ⅱ，长度计安装在横杆上。

所述的光源为LED光源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，用于对激光位移传感器进行高效、准确、方便的标定；标定系统置于一个封闭的环境模拟箱中，可以根据激光位移传感器的实际工作环境对其工作温度、杂散光强度等进行模拟调控；标定样品置于样品载物台上，可对样品的种类、表面粗糙度、颜色等进行调节来贴近激光位移传感器的实际工作情况，从而提高激光位移传感器在实际工作中的精度。

附图说明

图1是本实用新型一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统的整体示意图；

图2是标定系统的执行机构的结构示意图；

图3是激光位移传感器载物板的结构示意图；

图4是标定样品载物台的结构示意图；

图5是长度计安装架的结构示意图；

图6是环境模拟箱的结构示意图；

图7是本实用新型的系统框图。

图中：1-光学平台；2-载物板Ⅰ；3-载物板Ⅱ；4-激光位移传感器；5-标定样品；6-移动架；7-底座Ⅰ；8-底座Ⅱ；9-横杆；10-长度计；11-电控位移平台；12-计算机；13-环境模拟箱；14-LED光源；15-温控系统；16-拉门；17-底座；18-夹板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图7，一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，包括环境模拟箱13、光学平台1、激光位移传感器载物板、标定样品载物台、长度计安装架、电控移动平台11，所述的光学平台1设置在环境模拟箱13中，激光位移传感器载物板与光学平台1可移动连接，长度计安装架与光学平台1可移动连接，标定样品载物台安装在光学平台1上，通过电控移动平台11驱动直线移动，安装在标定样品载物台上的标定样品5设置在激光位移传感器载物板和长度计安装架之间，在所述环境模拟箱13中设置有光源、温控系统15。

见图3，所述激光位移传感器载物板包括载物板Ⅰ2、载物板Ⅱ3，载物板Ⅰ2与载物板Ⅱ3叠加设置通过长孔和螺栓连接光学平台1。

光学平台1上设有次序排列的固定螺孔，载物板Ⅰ2和载物板Ⅱ3上也设有固定螺孔，将激光位移传感器4固定在载物板Ⅱ3上，载物板Ⅱ3通过长孔和螺栓固定在载物板Ⅰ2上，载物板Ⅰ2通过长孔和螺栓固定在光学平台1上，借助长孔来实现对激光位移传感器4位置的微调整。

见图4，所述标定样品载物台包括底座17、移动架6、夹板18，夹板18通过螺栓与移动架6固定，标定样品5夹持在夹板18与移动架6之间，底座17固定在光学平台1上，移动架6设置在底座17上，与底座17滑动连接，移动架6通过螺杆连接电控移动平台11。电控移动平台11设有步进电机。

见图5，所述长度计10安装架包括横杆9、底座Ⅰ7、底座Ⅱ8，底座Ⅰ7和底座Ⅱ8通过长孔和螺栓安装在光学平台1上，横杆9的两端分别连接底座Ⅰ7和底座Ⅱ8，长度计10安装在横杆9上。底座Ⅰ7和底座Ⅱ8可以通过长孔实现长度计10位置的微调整。

横杆9上设有多个位置调节孔，可以调节长度计10在横杆9上的位置，并可调节横杆9在底座Ⅰ7和底座Ⅱ8上的高度。

见图6，所述的光源为LED光源14。

本实用新型一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统的工作方式：

标定系统的执行机构置于光学平台1上，激光位移传感器4置于载物板Ⅰ2和载物板Ⅱ3组成的激光位移传感器载物板上，通过调节载物板Ⅰ2和载物板Ⅱ3可以使激光位移传感器4在光学平台1上的任意位置固定，保证激光位移传感器4出射光线与长度计10触头共轴。

激光位移传感器4将出射光线垂直投射到标定样品5上进行反射，激光位移传感器4接收反射光线可以获得标定样品5的相对位置。标定样品5固定在标定样品载物台的移动架6上，移动架6与电控位移平台11相连，计算机12控制电控位移平台11上的步进电机旋转便可以实现标定样品5沿着激光位移传感器4的出射光线方向进行移动，激光位移传感器4则获得标定样品5的位移数据并记录在计算机12中。根据激光位移传感器4的实际工作情况，可以改变标定样品载物台上的标定样品5的种类、表面粗糙度、颜色等参数。

长度计10固定在横杆9上，横杆9与底座Ⅰ7和底座Ⅱ8相连，通过调节底座Ⅰ7和底座Ⅱ8以及横杆9，则可以改变长度计10的高度以及在光学平台1上的位置。长度计10的触头与标定样品5的另一侧(激光传感器的相对侧)相接，并以长度计10的触头轴线为参考线，使激光位移传感器5的出射光线与长度计10触头的轴线共轴，避免因不同轴而引起的阿贝误差。随着电控位移平台11的步进电机转动，标定样品5发生位移，长度计10则与激光位移传感器4同步记录标定样品5的位移数据并记录在计算机12中。

整个标定环境置于封闭的环境模拟箱13中，封闭的环境模拟箱13内置两部温控系统15用于改变标定环境的温度；内置两部可改变强度的LED光源14用于改变标定环境的杂散光强度，根据需求也可关闭光源来完成在暗室条件下的标定；并设置密封拉门16使标定系统与外界环境相隔离。借助环境模拟箱13，能够以更贴近实际工作环境的标定环境对激光位移传感器4进行标定，可以提高激光位移传感器4在实际应用中高精度。

温控系统可以采用电加热控制系统。

见图7，本实用新型工作的基本流程是：计算机12通过电控位移平台11的控制系统驱动步进电机进行旋转，与步进电机相连的精密螺杆将使标定样品5发生直线位移；计算机12通过预装的控制系统同时采集激光位移传感器4和长度计10的数据，长度计10记录的数据作为标定系统的标准值，激光位移传感器4记录的数据是标定系统的输出值，最后由计算机12对采集的两组数据进行存储、分析和处理。标定系统置于一个封闭的环境模拟箱13中，可以根据实际的工作场景改变标定系统的温度、杂散光以及标定样品5的种类、表面粗糙度程度、表面颜色等因以达到最佳标定效果。此方案不需要考虑标定样品5的厚度以及电控位移平台11的精度。

Claims (5)

1.一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，其特征在于，包括环境模拟箱、光学平台、激光位移传感器载物板、标定样品载物台、长度计安装架、电控移动平台，所述的光学平台设置在环境模拟箱中，激光位移传感器载物板与光学平台可移动连接，长度计安装架与光学平台可移动连接，标定样品载物台安装在光学平台上，通过电控移动平台驱动直线移动，安装在标定样品载物台上的标定样品设置在激光位移传感器载物板和长度计安装架之间，在所述环境模拟箱中设置有光源、温控系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，其特征在于，所述激光位移传感器载物板包括载物板Ⅰ、载物板Ⅱ，载物板Ⅰ与载物板Ⅱ叠加设置通过长孔和螺栓连接光学平台。

3.根据权利要求1所述的一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，其特征在于，所述标定样品载物台包括底座、移动架、夹板，夹板通过螺栓与移动架固定，标定样品夹持在夹板与移动架之间，底座固定在光学平台上，移动架设置在底座上，与底座滑动连接，移动架通过螺杆连接电控移动平台。

4.根据权利要求1所述的一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，其特征在于，所述长度计安装架包括横杆、底座Ⅰ、底座Ⅱ，底座Ⅰ和底座Ⅱ通过长孔和螺栓安装在光学平台上，横杆的两端分别连接底座Ⅰ和底座Ⅱ，长度计安装在横杆上。

5.根据权利要求1所述的一种基于长度计的环境可控激光位移传感器标定系统，其特征在于，所述的光源为LED光源。