CN210625608U - 一种线位移传感器综合校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线位移传感器综合校准装置，它包括台架、台板、精密滚珠丝杆组件、组合滑台、线位移传感器夹具、激光干涉仪、门框干涉镜安装座、上位机、下位机、伺服控制器和伺服电机；上位机根据被校线位移传感器的类别结合相关校准规范控制精密滚珠丝杆组件直线运动；线位移传感器夹具一端安装具有多维运动的组合滑台上方，另一端根据需要安装在精密滚珠丝杆组件上方的滑块基座上，从而带动被校线位移传感器的直线运动；激光干涉仪实时测量精密滚珠丝杆组件上的滑块位移与被校的线位移传感器位移进行比较形成校准结果。本实用新型遵循阿贝原则，具有精度高、智能化、效率高、易搬运、便安装、能满足多种结构线位移传感器校准要求等特点。

Description

一种线位移传感器综合校准装置

技术领域

本实用新型涉及一种计量器具的校准装置，具体涉及一种线位移传感器综合校准装置。

背景技术

线位移传感器是众多计量器具中重要一员，主要用来测量位移、距离、位置和应变量等长度尺寸，在工程测试、工业生产和科研中得到广泛运用：如运用于机床长度尺寸定位、油缸伸出量尺寸定位、智能机器行程定位；又如运用于机械零部件圆柱度、高度、高度差的测量；还运用于如桩基静载试验位移测量等等。线位移传感器测量范围从纳米级、微米级、毫米级至米级。

线位移传感器种类繁多，按接触方式可以分为接触式线位移传感器和非接触式线位移传感器；按测量原理可分为电感式位移传感器、应变式位移传感器、磁致伸缩式位移传感器、拉线式位移传感器、激光式位移传感器等。目前，在计量领域中，国内校准线位移传感器的技术依据为“JJF 1305-2011线位移传感器校准规范”，在该规范中给出了线位移传感器的各项技术指标，也提出了校准时主要使用的标准设备为量块与激光干涉仪，但对校准使用的校准检测台(执行机构)并没有明确规定。国内计量检测校准机构和线位移传感器生产厂家在校准线位移传感器时所采用的方法与校准检测台包括以下几种：

(1)采用指示表检定仪作为线位移标准器的校准方法。指示表检定仪是用来检定百分表、千分表、内径表、杠杆表、测微表等的设备。目前，最高精度的指示表检定仪是光栅式指示表检定仪，其优点是结果检定可靠、部分传感器具装夹方便，但存在测量范围小(最大为50mm)、精度低的缺陷，远远不能满足线位移传感器的校准需求。

(2)采用测长机、比长仪作为线位移标准器的校准方法。测长机、比长仪是用来测量量块、块规、环规、塞规、卡规、校准杆等的专用设备，其缺陷是由于缺少专用的装卡夹具，线位移传感器与测长机、比长仪的同轴度不易保证，容易产生较大的阿贝误差，同时其结构笨重，适合用于恒温实验室内校准，不能够进行搬运。

(3)采用量块作为线位移标准器的校准方法。量块具有精度高、稳定性好等优点，但量块的组合需要研合，安装需要专用夹具且安装容易产生误差，台架夹具需要使线位移传感器的测量线与量块端面之间保持垂直，因此单独量块作为线位移的校准具有诸多不便。

(4)CN 205642274 U公开了一种LVDT位移传感器校准装置，该装置仅适用于大型汽轮机机壳热膨胀或者进汽调节阀门开启位置的测量的位移传感器校准；CN 107367223 A公开了一种电容传感器位移补偿的电感传感器校准方法与装置，该装置仅适用电容式位移传感器的校准；CN 107367222 A公开了一种电涡流传感器直线度补偿的校准方法与装置，该装置仅适用电涡流式位移传感器的校准；CN 202133349 U公开了一种非接触式位移传感器校准装置，该装置仅适用于非接触式位移传感器的校准。

(5)CN 204188151 U公开了一种直线位移传感器校准装置，该装置用于校准位移传感器，主要采用光栅尺输出标准位移，通过步进电机的控制实现位移进给；它变人工校准方式为自动化校准方式，具有一定的优势。但缺点一是由于采用步进电机作为驱动，重复定位精度低；二是采用光栅尺作为位移标准，受环境条件影响大，不作环境补偿，测量精度低，不适宜线位移传感器使用现场校准，同时也没有遵循阿贝原则，存在较大的阿贝误差。

(6)CN 107367224 A公开了一种三光轴激光干涉仪测量的电感传感器校准方法与装置，其校准时以三光轴激光干涉仪作为运动基准，直线电机作为宏动驱动元件，气浮导轨作为宏动导向元件，直线光栅尺作为宏动反馈元件进行宏动定位；通过采用压电陶瓷位移台进行微动定位以补偿宏动定位误差，并利用三光轴激光干涉仪补偿宏微定位平台运动的俯仰与偏航误差，从而实现大行程、高精度电感位移传感器的动静态校准。但存在如下不足：一是无法实现除电感位移传感器外的其它线位移传感器的校准；二是没有环境补偿，只能在恒温实验内校准，无法满足线位移传感器使用现场校准要求；三是采用气浮导轨必须提供稳定的气源，在无气源条件下无法实现校准；四是采用三光轴激光干涉仪测量移动机构的俯仰角和偏转角，以直线光栅尺作为测量标准，装置成本高，且测量标准轴线不与被校传感器轴线同轴或处于延长线上，不符合阿贝原则。

目前，能够同时满足适合所有种类的线位移传感器校准、适宜位移传感器使用现场校准、遵循阿贝原则、具有高精度高智能化特点的线位移传感器校准装置尚未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够符合JJF 1305-2011线位移传感器校准规范的要求，遵循阿贝原则，可校准多种类型线位移传感器，并具有精度高、可搬运、智能实用的线位移传感器综合校准装置，以解决现有线位移传感器校准存在的适用性窄、精度低、成本高和操作不方便的缺陷。

为实现以上目的，本实用新型一种线位移传感器综合校准装置包括台架、台板、精密滚珠丝杆组件、组合滑台、线位移传感器夹具、激光干涉仪、门框干涉镜安装座、上位机、下位机、伺服控制器、伺服电机；所述台架作为校准装置的支撑框架采用型材拼装而成，其下端安装有多个橡胶脚垫直接与地板或其它台面接触，中间设有储物空间用于安装下位机、伺服控制器和各类型的线位移传感器夹具，其上端固定安装有台板；所述台板的台面中心线上从左到右分别固定安装有所述组合滑台、精密滚珠丝杆组件和门框干涉镜安装座；所述精密滚珠丝杆组件上的滑块安装板上固定安装着滑块基座；所述线位移传感器夹具的一端安装在组合滑台上方的连接板上，该连接板通过沉头螺钉固定安装在组合滑台的滑台平面上，另一端根据受校线位移传感器的类型安装在滑块基座上，被校线位移传感器固定安装在该线位移传感器夹具中，当精密滚珠丝杆组件的滑块直线运动时带动被校线位移传感器产生位移，该线位移传感器夹具可互换，其根据被校线位移传感器结构形式的不同而采用不同的结构形式；所述激光干涉仪用于测量精密滚珠丝杆组件上的滑块位移变化量，作为标准位移与被校的线位移传感器位移进行直接比较，从而生成该示值误差，该激光干涉仪的反射镜及被校线位移传感器在线位移传感器夹具上的安装采用快速夹具夹紧，该快速夹具包括弹性活动夹具和弹性固定夹具；所述组合滑台可以实现行程≥±6.5mm的X轴、Y轴、水平Z轴以及360度旋转轴共四维方向的运动，通过调整该组合滑台的四维位置可以实现激光干涉仪的光轴处在被校位移传感器测量轴的延长线上，以遵循阿贝原则，减少阿贝误差；所述伺服电机通过联轴器与精密滚珠丝杆组件的滚珠丝杆连接，通过所述伺服控制器控制伺服电机的运动情况；所述台架的外侧还放置有所述上位机，该上位机通过数据线分别连接激光干涉仪和下位机，下位机与伺服控制器保持通讯连接，该伺服控制器与伺服电机通过电子线连接；所述上位机安装有校准软件，该校准软件能够根据用户的设置按照JJF 1305-2011线位移传感器校准规范的要求自动下达控制指令以控制被校线位移传感器产生的位移量，并采集激光干涉仪测量出的位移数据，实现闭环控制，被校线位移传感的位移与校准软件上的标准位移差即为该线位移传感器的误差；同理即可完成该线位移传感器的线性度、回程误差、重复性技术指标的校准。

所述可互换线位移传感器夹具，当被校线位移传感器为差动变压式位移传感器时，该线位移传感器夹具结构采用“V”形槽安装座与弹性活动夹具的组合；当被校线位移传感器为磁致伸缩式位移传感器时，采用设在固定框内的上V形座、与固定框连接的下V形座、装在固定框上的快速把手、1#延长连接板及磁环磁球安装座的组合结构；当被校线位移传感器为拉线式位移传感器时，采用平板座、弹性活动夹具、2#延长连接板及连接轴的组合结构；当被校线位移传感器为激光式位移传感器时，采用平板安装座、弹性活动夹具、3#延长连接板及接收板组合结构。

所述台板为长方体结构，其厚度为10mm～20mm，平面度≤0.03mm，两个大面的平行度≤0.05mm。

所述滑块基座为“凸”字形结构，在其上方的三个平行平面中，两个平面分别安装着反射镜和弹性固定夹具，第三个平面在需要时用于固定线位移传感器夹具的另一端；同时该滑块基座还加工有与干涉镜孔同轴的定位通孔。

所述弹性活动夹具由固定轴和弹性片组成，固定轴的下端是螺牙结构，上端为光轴，并在光轴部分开有通孔用于锁紧固定轴；弹性片由弹性钣金折弯而成，并加工有通孔用以套在固定轴上并可在光轴部位上下移动，当调整好弹性片的位置后拉起弹性片即可夹紧被夹物体。

所述弹性固定夹具由锁紧轴与弹性片套装而成，锁紧轴将整个弹性固定夹具锁紧在滑块基座上，弹性片由弹性钣金折弯而成并只能水平方向旋转，拉起弹性片即可夹紧被夹物体。

上述精密滚珠丝杆组件为单轴或双轴精密型滚珠丝杆组件，其行程为620mm～800mm，重复定位精度为0.003mm，平行度优于0.12mm，该组件为现有成熟技术，可以直接在诸如米思米工业品网络平台购买获得。

上述组合滑台具有行程≥±6.5mm的X轴、Y轴、水平Z轴以及360度旋转轴四维方向运动功能，其滑台平面长×宽≥(60×60)mm，当被检的线位移传感器与激光干涉仪光轴不同轴时可以对该四轴进行调整以实现更广的适用性，该组件为现有成熟技术，可以直接在诸如米思米工业品网络平台购买获得，具体相关技术不再详述。

上述激光干涉仪是由激光头、干涉镜、反射镜、三脚架和环境单元传感器等组成的测量系统，具有可搬运特点，为现有成熟技术，常用的激光干涉仪为英国雷尼绍公司生产的XL-80型双频激光干涉仪，该系统测量线性误差等于或优于±0.5Lμm，其中L为测量长度(L以m为单位)。所述环境单元传感器能够检测环境中的温度、湿度、压力等环境参数，在现场校准线位移传感器中可以进行环境补偿，以减少由于环境因素带来的系统误差。

上述校准软件可从市场上购买，属于现有技术；提供软件的单位名称是龙岩市计量所，单位地址是福建省龙岩市新罗区溪南路40号，软件名称是线位移传感器综合校准软件，型号是Ldstest-680，完成开发并上市时间是2019年8月；该校准软件能够实现按规范要求自动控制精密滚珠丝杆组件运动、采集并显示激光干涉仪的标准位移。

本领域范围技术人员可以根据不同被校线位移传感器，设计加工出相应结构形式的线位移传感器夹具。由于激光干涉仪的干涉镜、反射镜、线位移传感器夹具上被校线位移传感的固定采用了快速夹具夹紧，有利于减少校准前的安装准备时间；用快速夹具夹紧被校的传感器及激光干涉仪光学镜头，结构紧凑灵巧，安装快捷。

上述线位移传感器综合校准装置及所述激光干涉仪采用独立电源系统并用防震包装箱独立包装，有利于搬运，以满足现场校准的要求；该综合校准装置遵循阿贝原则，具有精度高、智能程度高、工作效率高、结构紧凑灵活、能满足所有结构的线位移传感器校准要求等特点，具有以下技术特点和有益效果：

1、通过采用互换性的线位移传感器夹具，实现了多种类的线位移传感器都能够在本校准装置上校准，具有综合性功能；

2、本校准装置采用高精度的激光干涉仪作为测量标准，具有高精度性；

3、本校准装置采用组合滑台进行调整，使得激光干涉仪的激光轴处在被校的线位移传感器轴线的延长线上，遵循了阿贝原则，减少了阿贝误差；

4、本校准装置采用快速夹具夹紧被校的传感器及激光干涉仪光学镜头，结构紧凑灵巧，安装便捷、方便搬运；

5、本校准装置的设计完全依照JJF 1305-2011线位移传感器校准规范的要求，具有依法性。

附图说明

图1是本实用新型一种线位移传感器综合校准装置三维结构示意图。

图2为本实用新型在校准差动变压式位移传感器时的线位移传感器夹具之三维结构示意图。

图3为本实用新型在校准磁致伸缩式位移传感器时的线位移传感器夹具之三维结构示意图。

图4为本实用新型在校准拉线式位移传感器时的线位移传感器夹具之三维结构示意图。

图5为本实用新型在校准激光式位移传感器时的线位移传感器夹具之三维结构示意图。

图6为图1中的滑块基座之三维结构示意图。

图7为图1中的弹性固定夹具之三维结构示意图。

图8为图1中的弹性活动夹具之三维结构示意图。

附图标记：台架1、台板2、精密滚珠丝杆组件3、伺服电机4、滑块安装板5、滑块基座6、反射镜7、弹性固定夹具8、门框干涉镜安装座9、干涉镜10、弹性活动夹具11、组合滑台12、连接板13、三角架14、激光头15、下位机16、伺服控制器17、上位机18、定位销19、线位移传感器夹具20、差动变压式位移传感器200、“V”形槽安装座201、磁致伸缩式位移传感器300、下V形座301、上V形座302、固定框303、快速把手304、磁环磁球安装座305、1#延长连接板306、拉线式位移传感器400、平板座401、2#延长连接板402、连接轴403、激光式位移传感器500、平板安装座501、3#延长连接板502、接收板503。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型一种线位移传感器综合校准装置作进一步详细说明。

图1-图8所示，本实用新型一种线位移传感器综合校准装置包括台架1、台板2、精密滚珠丝杆组件3、伺服电机4、滑块安装板5、滑块基座6、反射镜7、弹性固定夹具8、门框干涉镜安装座9、干涉镜10、弹性活动夹具11、组合滑台12、连接板13、三角架14、激光头15、下位机16、伺服控制器17、上位机18、定位销19、线位移传感器夹具20、差动变压式位移传感器200、差动变压式位移传感器的“V”形槽安装座201、磁致伸缩式位移传感器300、下V形座301、上V形座302、固定框303、快速把手304、磁环磁球安装座305、1#延长连接板306、拉线式位移传感器400、拉线式位移传感器安装座401、2#延长连接板402、连接轴403、激光式位移传感器500、激光式位移传感器安装座501、3#延长连接板502、接收板503。

本实用新型的主体结构连接关系：台架1采用铝合金型材拼装而成，作为本校准装置的支撑框架，下端安装有若干个橡胶脚垫直接与地板或其它台面接触，中间有一定的储物空间用于安装下位机16、伺服控制器17和放置各类型的线位移传感器夹具20；在台架1上方安装有平面度较好的并由螺钉紧固的长方形台板2，在该台板2台面中心线上从左到右分别固定安装有组合滑台12、精密滚珠丝杆组件3和门框干涉镜安装座9；组合滑台12具有行程大于等于±6.5mm的X轴、Y轴、水平Z轴以及360度旋转轴四维方向运动功能，同时组合滑台12的滑台平面上用沉头螺钉固定安装连接板13，线位移传感器夹具20的一端就固定在该连接板13上，由于被校的线位移传感器的结构形状不同，该线位移传感器夹具20的结构形式也有所不同；精密滚珠丝杆组件3的滑块上固定安装有滑块安装板5，在该滑块安装板5上固定安装着“凸”形滑块基座6；滑块基座6上的三个平行平面上分别安装着反射镜7、弹性固定夹具8以及必要时固定线位移传感器夹具20的另一端，滑块基座6还加工有与反射镜7反射镜孔同轴的定位通孔；弹性固定夹具8夹紧反射镜7，使反射镜7在运动过程中不存在窜动现象；伺服电机4通过联轴器与精密滚珠丝杆组件3的滚珠丝杆连接，在伺服电机4带动下精密滚珠丝杆组件3的滑块可以作往返直线运动，由于被校的线位移传感器安装线位移传感器夹具20上，伺服电机4的驱动能够使被校的线位移传感器产生位移量；门框干涉镜安装座9安装在台板2且跨过伺服电机4，使得结构更为紧凑；门框干涉镜安装座9安装定位销19和弹性活动夹具11用于限位并固定干涉镜10；台架1的右侧落地放置着三角架14、三角架14上方固定安装着激光头15，三角架14可以移动并可以伸缩调整高度，使得激光头15发射出的激光能够通过干涉镜10经反射镜7后反射回到激光头15；通过调整组合滑台12的X轴、Y轴、Z轴以及360度水平旋转四维方向运动可以保证激光头15的激光轴在被校位移传感器的轴线延长线上，以遵循阿贝原则，减少阿贝误差；台架1外侧还放置有上位机18，上位机18通过数据线分别连接激光头15和下位机16，下位机16与伺服控制器17保持通讯连接，伺服控制器17与伺服电机4通过电子线连接。上位机18安装有校准软件，该校准软件能够根据用户的设置及JJF 1305-2011线位移传感器校准规范的要求自动下达控制指令实现控制被校线位移传感器产生的位移量，同时能够采集激光头15激光测量出的位移数据，实现闭环控制，被校线位移传感的位移与校准软件上的标准位移差即为该线位移传感器的误差，同理按要求完成该线位移传感器的线性度、回程误差、重复性等相关技术指标的校准。

实施例1：利用本实用新型一种线位移传感器综合校准装置校准差动变压式位移传感器

差动变压式位移传感器在本实用新型一种线位移传感器综合校准装置上的线位移传感器夹具20的具体结构及连接关系：连接板13通过螺钉与差动变压式位移传感器的“V”形槽安装座201连接，在“V”形槽安装座201上还安装有弹性活动夹具11，该“V”形槽安装座201的“V”形槽放置着差动变压式位移传感器200的外壳并用弹性活动夹具11夹紧。通过调整组合滑台12使差动变压式位移传感器200的测杆与滑块基座6定位通孔端面接触，从而保证激光头15的激光轴在被校差动变压式位移传感器200的轴线延长线上，以遵循阿贝原则，减少阿贝误差。

实施例2：利用本实用新型一种线位移传感器综合校准装置校准磁致伸缩式位移传感器

磁致伸缩式位移传感器在本综合校准装置上的线位移传感器夹具20的具体结构及连接关系：连接板13通过螺钉安装着下V形座301，在下V形座301上固定安装固定框303，固定框303内活动着上V形座302，固定框303内上螺旋旋转的快速把手304，通过该快速把手304的旋转运动可以带动上V形座302的上下运动，磁致伸缩式位移传感器300的外壳就放置在下V形座301与上V形座302之间，从而实现磁致伸缩式位移传感器300的快速装卸；1#延长连接板306的一端通过螺钉固定在滑块基座6上，1#延长连接板306的另一端固定有磁环磁球安装座305，该磁环磁球安装座305可以通过快速固定磁致伸缩式位移传感器300的磁环或磁球，通过调整组合滑台12以保证激光头15的激光轴在被校磁致伸缩式位移传感器300的轴线延长线上，以遵循阿贝原则，减少阿贝误差。

实施例3：利用本实用新型一种线位移传感器综合校准装置校准拉线式位移传感器

拉线式位移传感器在本综合校准装置上的线位移传感器夹具20的具体结构及连接关系：连接板13通过螺钉安装着拉线式位移传感器平板座401，拉线式位移传感器平板座401上安装有弹性活动夹具11，被校的拉线式位移传感器400平放在拉线式位移传感器平板座401并用定位销来定位，定位好后用弹性活动夹具11快速夹紧；2#延长连接板402一端用螺钉固定在滑块基座6上，2#延长连接板402另外一端安装有连接轴403，在该连接轴403上穿孔连接着拉线式位移传感器400的拉线头，通过调整组合滑台12以保证激光头15的激光轴在被校拉线式位移传感器400的拉线轴延长线上，以遵循阿贝原则，减少阿贝误差。

实施例4：利用本实用新型一种线位移传感器综合校准装置校准激光式位移传感器

激光式位移传感器在本综合校准装置上的线位移传感器夹具20具体结构及连接关系：连接板13通过螺钉安装着激光式位移传感器平板安装座501，激光式位移传感器平板安装座501上安装有弹性活动夹具11，被校的激光式位移传感器500平放在激光式位移传感器平板安装座501上并用定位销来定位，定位好后用弹性活动夹具11快速夹紧；3#延长连接板502一端用螺钉固定在滑块基座6上，3#延长连接板502另外一端安装接收板503，通过调整组合滑台12以保证激光头15的激光轴在被校激光式位移传感器500的轴线延长线上，以遵循阿贝原则，减少阿贝误差。

本实用新型实施例1现场校准差动变压式线位移传感器的方法及操作过程如下：

(1)、打开本实用新型装置及激光干涉仪的包装箱，取出本实用新型校准装置并放置在稳定的工作桌/台上；取出激光干涉仪，架起三角架14，将激光头15固定在三角架14上，定位好干涉镜10用弹性固定夹具11夹好，连接好激光干涉仪的环境单元传感器。

(2)、接通并打开本校准装置及激光头15的电源；打开上位机18的校准软件，在校准软件选择被校线位移传感器为“差动变压式”、选择相应的被校线位移传感器的量程、设置好校准点等。

(3)、选取差动变压式位移传感器适应的线位移传感器夹具20，将该线位移传感器夹具20固定在连接板13上同时调整组合滑台12的位置使得被校的差动变压式位移传感器的测杆与滑块基座6的定位通孔端面接触，然后将差动变压式位移传感器用弹性活动夹具11固定好。

(4)、在校准软件手动调整好精密滚珠丝杆组件3的滑块初始位置，将反射镜7放置在滑块基座6相应的位置，并使激光头15反射回来的信号最强，然后用弹性固定夹具11夹紧。

(5)开启被校的差动变压式位移传感器的显示装置电源与激光干涉仪保证一定的热机时间，然后将校准软件实时采集的标准位移数据清零和将被校的差动变压式位移传感器的显示装置清零。点击校准软件的“开始”，校准软件按要求开始执行校准程序，同时操作人员读取差动变压式位移传感器的显示装置的数据并记录在原始记录纸上，直至校准完毕。

(6)、关闭校准软件，关闭激光干涉仪、本校准装置电源，并将激光干涉仪、本校准装置装回包装箱内。

本实用新型实施例2现场校准磁致伸缩式位移传感器的方法及操作过程如下：

(1)、打开本实用新型装置及激光干涉仪的包装箱，取出本实用新型校准装置并放置在稳定的工作桌/台上；取出激光干涉仪，架起三角架14，将激光头15固定在三角架14上，定位好干涉镜10并用弹性固定夹具11夹好，连接好激光干涉仪的环境单元传感器。

(2)、接通并打开本校准装置及激光头15的电源；打开上位机18的校准软件，在校准软件选择被校线位移传感器为“磁致伸缩式”、选择相应的被校线位移传感器的量程、设置好校准点等。

(3)、选取磁致伸缩式位移传感器适应的线位移传感器夹具20，将该线位移传感器夹具20的下V形座301固定在连接板13上，将该线位移传感器夹具20的1#延长连接板306固定在滑块基座6上，将被校磁致伸缩式位移传感器的磁环或磁球拉至磁环磁球安装座305中，将被校磁致伸缩式位移传感器放置在下V形座301和上V形座302之间，用快速把手304锁紧被校磁致伸缩式位移传感器及锁紧被校磁致伸缩式位移传感器的磁环或磁球，调整组合滑台12的位置使得被校的磁致伸缩式位移传感器的中心与滑块基座6的定位通孔同轴。

(4)、在校准软件手动调整好精密滚珠丝杆组件3的滑块初始位置，将反射镜7放置在滑块基座6相应的位置，并使激光头15反射回来的信号最强，然后用弹性固定夹具11夹紧。

(5)开启被校的磁致伸缩式位移传感器的显示装置电源与激光干涉仪保证一定的热机时间，然后将校准软件实时采集的标准位移数据清零、将被校的磁致伸缩式位移传感器的显示装置清零。点击校准软件的“开始”，校准软件按要求开始执行校准程序，同时操作人员读取磁致伸缩式位移传感器的显示装置的数据并记录在原始记录纸上，直至校准完毕。

(6)、关闭校准软件，关闭激光干涉仪、本校准装置电源，并将激光干涉仪、本校准装置装回包装箱内。

本实用新型实施例3现场校准拉线式位移传感器的方法及操作过程如下：

(1)、打开本实用新型装置及激光干涉仪的包装箱，取出本实用新型校准装置并放置在稳定的工作桌/台上；取出激光干涉仪，架起三角架14，将激光头15固定在三角架14上，定位好干涉镜10并用弹性固定夹具11夹好，连接好激光干涉仪的环境单元传感器。

(2)、接通并打开本校准装置及激光头15的电源；打开上位机18的校准软件，在校准软件选择被校线位移传感器为“拉线式”、选择相应的被校线位移传感器的量程、设置好校准校准点等。

(3)、选取拉线式位移传感器适应的线位移传感器夹具20，将该线位移传感器夹具20的拉线式位移传感器平板座401固定在连接板13上，将该线位移传感器夹具20的2#延长连接板402固定在滑块基座6上；被校拉线式位移传感器放置在拉线式位移传感器平板座401上并定位好，然后用弹性活动夹具11夹紧，将拉线式位移传感器的拉线头拉至线位移传感器夹具20的连接轴上，调整组合滑台12的位置使得被校的拉线式位移传感器的中心与滑块基座6的定位通孔同轴。

(4)、在校准软件手动调整好精密滚珠丝杆组件3的滑块初始位置，将反射镜7放置在滑块基座6相应的位置，并使激光头15反射回来的信号最强，然后用弹性固定夹具11夹紧。

(5)开启被校的拉线式位移传感器的显示装置电源与激光干涉仪保证一定的热机时间，然后将校准软件实时采集的标准位移数据清零、将被校拉线式位移传感器的显示装置清零。点击校准软件的“开始”，校准软件按要求开始执行校准程序，同时操作人员读取拉线式位移传感器的显示装置的数据并记录在原始记录纸上，直至校准完毕。

(6)、关闭校准软件，关闭激光干涉仪、本校准装置电源，并将激光干涉仪、本校准装置装回包装箱内。

本实用新型实施例4现场校准激光式位移传感器的方法及操作过程如下：

(1)、打开本实用新型装置及激光干涉仪的包装箱，取出本实用新型校准装置并放置在稳定的工作桌/台上；取出激光干涉仪，架起三角架14，将激光头15固定在三角架14上，定位好干涉镜10并用弹性固定夹具11夹好，连接好激光干涉仪的环境单元传感器。

(2)、接通并打开本校准装置及激光头15的电源；打开上位机18的校准软件，在校准软件选择被校线位移传感器为“激光式”、选择相应的被校线位移传感器的量程、设置好校准点等。

(3)、选取激光式位移传感器适应的线位移传感器夹具20，将该线位移传感器夹具20的激光式位移传感器平板安装座501固定在连接板13上，将该线位移传感器夹具20的3#延长连接板502固定在滑块基座6上；被校激光式位移传感器放置在激光式位移传感器平板安装座501上并定位好，然后用弹性活动夹具11夹紧，调整组合滑台12的位置使得被校的激光式位移传感器的激光轴与滑块基座6的定位通孔同轴。

(4)、在校准软件手动调整好精密滚珠丝杆组件3的滑块初始位置，将反射镜7放置在滑块基座6相应的位置，并使激光头15反射回来的信号最强，然后用弹性固定夹具8夹紧。

(5)开启被校的激光式位移传感器的显示装置电源与激光干涉仪保证一定的热机时间，然后将校准软件实时采集的标准位移数据清零、将被校激光式位移传感器的显示装置清零。点击校准软件的“开始”，校准软件按要求开始执行校准程序，同时操作人员读取激光式位移传感器的显示装置的数据并记录在原始记录纸上，直至校准完毕。

(6)、关闭校准软件，关闭激光干涉仪、本校准装置电源，并将激光干涉仪、本校准装置装回包装箱内。

Claims (6)

1.一种线位移传感器综合校准装置，其特征是：它包括台架(1)、台板(2)、精密滚珠丝杆组件(3)、组合滑台(12)、线位移传感器夹具(20)、激光干涉仪、门框干涉镜安装座(9)、上位机(18)、下位机(16)、伺服控制器(17)、伺服电机(4)；所述台架(1)作为校准装置的支撑框架采用型材拼装而成，其下端安装有多个橡胶脚垫直接与地板或其它台面接触，中间设有储物空间用于安装下位机(16)、伺服控制器(17)和各类型的线位移传感器夹具(20)，其上端固定安装有台板(2)；所述台板(2)的台面中心线上从左到右分别固定安装有所述组合滑台(12)、精密滚珠丝杆组件(3)和门框干涉镜安装座(9)；所述精密滚珠丝杆组件(3)上的滑块安装板(5)上固定安装着滑块基座(6)；所述线位移传感器夹具(20)的一端安装在组合滑台(12)上方的连接板(13)上，该连接板(13)通过沉头螺钉固定安装在组合滑台(12)的滑台平面上，另一端根据受校线位移传感器的类型安装在滑块基座(6)上，被校线位移传感器固定安装在该线位移传感器夹具(20)中，当精密滚珠丝杆组件(3)的滑块直线运动时带动被校线位移传感器产生位移，该线位移传感器夹具(20)可互换，其根据被校线位移传感器结构形式的不同而采用不同的结构形式；所述激光干涉仪用于测量精密滚珠丝杆组件(3)上的滑块位移变化量，作为标准位移与被校的线位移传感器位移进行直接比较，从而生成该示值误差，该激光干涉仪的反射镜(7)及被校线位移传感器在线位移传感器夹具(20)上的安装采用快速夹具夹紧，该快速夹具包括弹性活动夹具(11)和弹性固定夹具(8)；所述组合滑台(12)可以实现行程≥±6.5mm的X轴、Y轴、水平Z轴以及360度旋转轴共四维方向的运动，通过调整该组合滑台(12)的四维位置可以实现激光干涉仪的光轴处在被校位移传感器测量轴的延长线上，以遵循阿贝原则，减少阿贝误差；所述伺服电机(4)通过联轴器与精密滚珠丝杆组件(3)的滚珠丝杆连接，通过所述伺服控制器(17)控制伺服电机(4)的运动情况；所述台架(1)的外侧还放置有所述上位机(18)，该上位机(18)通过数据线分别连接激光干涉仪和下位机(16)，下位机(16)与伺服控制器(17)保持通讯连接，该伺服控制器(17)与伺服电机(4)通过电子线连接；所述上位机(18)安装有校准软件，该校准软件能够根据用户的设置按照JJF 1305-2011线位移传感器校准规范的要求自动下达控制指令以控制被校线位移传感器产生的位移量，并采集激光干涉仪测量出的位移数据，实现闭环控制，被校线位移传感的位移与校准软件上的标准位移差即为该线位移传感器的误差；同理即可完成该线位移传感器的线性度、回程误差、重复性技术指标的校准。

2.如权利要求1所述线位移传感器综合校准装置，其特征是：所述可互换线位移传感器夹具，当被校线位移传感器为差动变压式位移传感器(200)时，该线位移传感器夹具结构采用“V”形槽安装座(201)与弹性活动夹具(11)的组合；当被校线位移传感器为磁致伸缩式位移传感器(300)时，采用设在固定框(303)内的上V形座(302)、与固定框(303)连接的下V形座(301)、装在固定框(303)上的快速把手(304)、1#延长连接板(306)及磁环磁球安装座(305)的组合结构；当被校线位移传感器为拉线式位移传感器(400)时，采用平板座(401)、弹性活动夹具(11)、2#延长连接板(402)及连接轴(403)的组合结构；当被校线位移传感器为激光式位移传感器(500)时，采用平板安装座(501)、弹性活动夹具(11)、3#延长连接板(502)及接收板(503)组合结构。

3.如权利要求1所述线位移传感器综合校准装置，其特征是：所述台板(2)为长方体结构，其厚度为10mm～20mm，平面度≤0.03mm，两个大面的平行度≤0.05mm。

4.如权利要求1所述线位移传感器综合校准装置，其特征是：所述滑块基座(6)为“凸”字形结构，在其上方的三个平行平面中，两个平面分别安装着反射镜(7)和弹性固定夹具(8)，第三个平面在需要时用于固定线位移传感器夹具(20)的另一端；同时该滑块基座(6)还加工有与干涉镜孔同轴的定位通孔。

5.如权利要求1所述线位移传感器综合校准装置，其特征是：所述弹性活动夹具(11)由固定轴和弹性片组成，固定轴的下端是螺牙结构，上端为光轴，并在光轴部分开有通孔用于锁紧固定轴；弹性片由弹性钣金折弯而成，并加工有通孔用以套在固定轴上并可在光轴部位上下移动，当调整好弹性片的位置后拉起弹性片即可夹紧被夹物体。

6.如权利要求1所述线位移传感器综合校准装置，其特征是：所述弹性固定夹具(8)由锁紧轴与弹性片套装而成，锁紧轴将整个弹性固定夹具(8)锁紧在滑块基座(6)上，弹性片由弹性钣金折弯而成并只能水平方向旋转，拉起弹性片即可夹紧被夹物体。

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