CN209802283U - 一种时栅直线位移传感器的误差测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种时栅直线位移传感器的误差测量装置，包括气浮直线导轨、工程控制机、激光干涉仪、伺服直线电机、电机驱动控制模块和传感器电气驱动系统，气浮直线导轨固定在实验平台上且设置有滑块，伺服直线电机的输出轴与滑块连接，激光干涉仪包括激光器、干涉镜和反射镜，激光器、反射镜、干涉镜的位置关系能实现直线位移测量，工程控制机与电机驱动控制模块、激光器、传感器电气驱动系统电连接，电机驱动控制模块与伺服直线电机电连接；定尺固定在实验平台上、动测头固定在滑块上且与定尺正对平行；定尺的激励线圈、动测头的感应线圈与传感器电气驱动系统电连接。该装置能对误差进行准确测量，降低人为因素影响。

Description

一种时栅直线位移传感器的误差测量装置

技术领域

本实用新型属于直线位移测量领域，具体涉及一种时栅直线位移传感器的误差测量装置。

背景技术

随着自动化技术的推广与发展，直线位移传感器的误差测量与修正向无人化方向发展。直线位移传感器出厂时由于装配、器件的契合度等，会影响其精度，同时直线位移传感器的性能也会受到周围环境的影响，所以直线位移传感器使用一段时间后也要进行误差修正方可保证其测量精度。

传统的误差测量主要采用手动方式，费时费力，且由于测量方法、人员操作等原因，会引入各种误差，导致测量结果不准确。公告号为CN202501835U的专利公开了一种立式直线位移传感器标定／校准装置，其虽然在位移传感器校准时操作简单、方便，但测量精度不高，误差比较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种时栅直线位移传感器的误差测量装置，以对误差进行准确测量，降低人为因素影响，为后续时栅直线位移传感器的误差修正提供基础。

本实用新型所述的时栅直线位移传感器的误差测量装置，包括气浮直线导轨、工程控制机、激光干涉仪、伺服直线电机、电机驱动控制模块和与时栅直线位移传感器配套的传感器电气驱动系统，所述气浮直线导轨固定在实验平台上，气浮直线导轨上设置有滑块，伺服直线电机固定在实验平台上且输出轴与滑块连接，激光干涉仪包括激光器、干涉镜和反射镜，激光器通过激光器支架设置在实验平台旁边，反射镜固定安装在滑块上，干涉镜固定安装在气浮直线导轨上且位于反射镜与激光器之间，工程控制机与电机驱动控制模块电连接，电机驱动控制模块与伺服直线电机电连接，工程控制机发送运动控制指令给电机驱动控制模块，电机驱动控制模块根据该运动控制指令控制伺服直线电机带动滑块沿气浮直线导轨运动到测量点位置，激光器与工程控制机电连接，将测量的直线位移值发送给工程控制机。

时栅直线位移传感器的定尺固定安装在实验平台上且与气浮直线导轨平行，时栅直线位移传感器的动测头固定安装在滑块上且与定尺正对平行；定尺的激励线圈、动测头的感应线圈与传感器电气驱动系统电连接，传感器电气驱动系统与工程控制机电连接，将测量的直线位移值发送给工程控制机，工程控制机建立测量误差函数，并将该测量误差函数存储到传感器电气驱动系统中，作为后续测量中需要修正的误差。

所述电机驱动控制模块包括与工程控制机电连接的控制器和与控制器、伺服直线电机电连接的电机驱动器，所述传感器电气驱动系统与控制器电连接，将测量的直线位移值反馈给控制器，作为滑块的当前位置反馈，形成闭环控制，其可以提高伺服直线电机定位的准确性，进而减小在测量过程中引入的误差。

利用本实用新型可以对时栅直线位移传感器的误差进行准确测量，采用高精度的气浮直线导轨，减小了环境因素对时栅直线位移传感器造成的误差，伺服直线电机采用闭环控制，测量点的定位更加准确，其降低了人为因素影响，为后续时栅直线位移传感器的误差修正提供了基础，进而使得时栅直线位移传感器的测量精度更高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1所示的时栅直线位移传感器的误差测量装置，包括气浮直线导轨1、工程控制机2、激光干涉仪、伺服直线电机4、电机驱动控制模块5和与时栅直线位移传感器配套的传感器电气驱动系统3，电机驱动控制模块5包括控制器51和电机驱动器52，气浮直线导轨1固定在实验平台上，气浮直线导轨1上设置有滑块11，伺服直线电机4固定在实验平台上且输出轴与滑块11连接，激光干涉仪包括配套的激光器8、干涉镜9和反射镜10，激光器8通过激光器支架设置在实验平台旁边，反射镜10通过反射镜支架12固定安装在滑块11上，干涉镜9固定安装在气浮直线导轨1的一端，且位于反射镜10与激光器8之间，激光器8、干涉镜9、反射镜10的位置关系能实现直线位移测量，工程控制机2与控制器51电连接，控制器51与电机驱动器52电连接，电机驱动器52与伺服直线电机4电连接，工程控制机2发送运动控制指令给控制器51，控制器51根据该运动控制指令控制电机驱动器52驱动伺服直线电机4带动滑块11沿气浮直线导轨1运动到测量点位置，激光器8与工程控制机2电连接，将测量的直线位移值（即激光干涉仪测量值）发送给工程控制机2。

时栅直线位移传感器的定尺7固定安装在实验平台上且与气浮直线导轨1平行，时栅直线位移传感器的动测头6固定安装在滑块11上且与定尺7正对平行。传感器电气驱动系统3包括激励信号产生模块31、感应信号调理模块32、比相模块33和数据处理模块34，激励信号产生模块31与定尺7的激励线圈电连接，产生激励信号输入到激励线圈中，感应信号调理模块32与动测头6的感应线圈电连接，对输出的感应信号进行调理，比相模块33与激励信号产生模块31、感应信号调理模块32电连接，采用高频时钟插补技术将激励信号与调理后的感应信号进行比相，数据处理模块34与比相模块33电连接，对比相后的数据进行处理，得到测量的直线位移值（即传感器测量值）；此处的传感器电气驱动系统3内部的电路结构以及其与定尺7的激励线圈、动测头6的感应线圈的电连接方式和信号处理过程，都为现有技术。数据处理模块34与控制器51电连接，将测量的直线位移值反馈给控制器51，作为滑块11的当前位置反馈（也是动测头6的当前位置反馈），形成闭环控制，数据处理模块34与工程控制机2电连接，将测量的直线位移值（即传感器测量值）发送给工程控制机2，工程控制机2利用激光干涉仪测量值和传感器测量值，采用现有的误差处理算法，建立测量误差函数，并将该测量误差函数存储到数据处理模块34中，作为时栅直线位移传感器后续测量中需要修正的误差。

在实际测量中，时栅直线位移传感器的动测头6、定尺7与传感器电气驱动系统3配套使用，其进行误差修正的过程包括：

第一步、当动测头6相对定尺7运动到相应位置时，数据处理模块34根据测量误差函数计算出相应位置的误差。

第二步、数据处理模块34将此时传感器实际的测值减去第一步中的误差后得到的值作为传感器的测量值输出。

Claims (2)

1.一种时栅直线位移传感器的误差测量装置，其特征在于：该装置包括气浮直线导轨（1）、工程控制机（2）、激光干涉仪、伺服直线电机（4）、电机驱动控制模块（5）和与时栅直线位移传感器配套的传感器电气驱动系统（3），所述气浮直线导轨（1）固定在实验平台上，气浮直线导轨（1）上设置有滑块（11），伺服直线电机（4）固定在实验平台上且输出轴与滑块（11）连接，激光干涉仪包括激光器（8）、干涉镜（9）和反射镜（10），激光器（8）通过激光器支架设置在实验平台旁边，反射镜（10）固定安装在滑块（11）上，干涉镜（9）固定安装在气浮直线导轨（1）上且位于反射镜与激光器之间，工程控制机（2）与电机驱动控制模块（5）电连接，电机驱动控制模块（5）与伺服直线电机（4）电连接，激光器（8）与工程控制机（2）电连接；

时栅直线位移传感器的定尺（7）固定安装在实验平台上且与气浮直线导轨（1）平行，时栅直线位移传感器的动测头（6）固定安装在滑块（11）上且与定尺（7）正对平行；定尺（7）的激励线圈、动测头（6）的感应线圈与传感器电气驱动系统（3）电连接，传感器电气驱动系统（3）与工程控制机（2）电连接。

2.根据权利要求1所述的时栅直线位移传感器的误差测量装置，其特征在于：所述电机驱动控制模块（5）包括与工程控制机（2）电连接的控制器（51）和与控制器（51）、伺服直线电机（4）电连接的电机驱动器（52），所述传感器电气驱动系统（3）与控制器（51）电连接。