CN211855257U - 基于线性位移传感器的多功能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于线性位移传感器的多功能检测装置，涉及线性位移传感器检测技术领域，解决了现有检测装置功能单一的问题，其技术方案要点是：包括基座、直线电机、高精度光栅位移传感器、试品线性位移传感器和主控单元，基座固定连接有导轨；直线电机包括电机动子和电机定子；高精度光栅位移传感器和试品线性位移传感器均包括固定部和检测探头，固定部均固定在基座上，检测探头均与电机动子固定连接；高精度光栅位移传感器和直线电机均与主控单元电性连接，高精度光栅位移传感器与试品线性位移传感器电性连接有数据采集单元，具有既可以实现定位精度测量，又可以实现动态位置检测准确性和频域失真检测，增强检测装置使用范围的效果。

Description

基于线性位移传感器的多功能检测装置

技术领域

本实用新型涉及线性位移传感器检测技术领域，更具体地说，它涉及基于线性位移传感器的多功能检测装置。

背景技术

位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。

光栅传感器因具有易实现数字化、精度高(目前分辨率最高的可达到纳米级)、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在精密数控机床、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。传统的线性位移传感器检测装置主要是实现定位精度测量，其功能单一。而线性位移传感器检测装置受使用时间、外界干扰、电容等影响，其测量误差将会随之改变，对检测结果准确性要求较高的场所将难以适用。

因此，如何设计一种既可以实现定位精度测量，又可以实现动态位置检测准确性和频域失真检测的多功能检测装置是我们目前迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于线性位移传感器的多功能检测装置，具有既可以实现定位精度测量，又可以实现动态位置检测准确性和频域失真检测，增强检测装置使用范围的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于线性位移传感器的多功能检测装置，包括基座、直线电机、高精度光栅位移传感器、试品线性位移传感器和主控单元，基座固定连接有导轨；所述直线电机包括与导轨活动连接的电机动子以及与基座固定连接的电机定子；所述高精度光栅位移传感器和试品线性位移传感器均包括固定部和与固定部活动连接的检测探头，高精度光栅位移传感器和试品线性位移传感器的固定部平行固定在基座上，高精度光栅位移传感器和试品线性位移传感器的检测探头均与电机动子固定连接；所述高精度光栅位移传感器和直线电机均与主控单元电性连接，所述高精度光栅位移传感器与试品线性位移传感器的输出端电性连接有数据采集单元。

通过采用上述技术方案，单独启动试品线性位移传感器，即可实现传统的静态定位精度测量；同时启动高精度光栅位移传感器、试品线性位移传感器，直线电机同时驱动检测探头相对于固定部移动，高精度光栅位移传感器、试品线性位移传感器将检测信号传输至数据采集单元，即可实现数据采集单元对试品线性位移传感器的动态精度测量和运动测量位置、速度频域失真检测；主控单元可设定直线电机的移动速度和位移，高精度光栅位移传感器的反馈信号伺服驱动直线电机按照主控单元设定的移动速度和位移进行移动。

本实用新型进一步设置为：所述高精度光栅位移传感器的检测精度不小于试品线性位移传感器的检测精度；所述试品线性位移传感器为光栅、时栅、磁栅、容栅位移传感器中的任意一种。

通过采用上述技术方案，便于以高精度光栅位移传感器的检测结果为基准对试品线性位移传感器的检测结果进行对比分析。

本实用新型进一步设置为：所述主控单元包括运动控制器和交流伺服驱动器。

通过采用上述技术方案，使得高精度光栅位移传感器、主控单元和直线电机形成闭环控制回路。

本实用新型进一步设置为：所述高精度光栅位移传感器和试品线性位移传感器的检测探头均通过机械连接件与电机动子固定连接。

通过采用上述技术方案，使得高精度光栅位移传感器和试品线性位移传感器的安装与拆卸操作方便。

本实用新型进一步设置为：所述电机动子与基座之间设有电缆保护带。

通过采用上述技术方案，在电机动子移动过程中，减小电缆因弯折而损坏的情况发生，增强了检测装置运行的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述基座固定连接有两个限位装置，两个限位装置沿电机动子移动方向对称设置。

通过采用上述技术方案，利用限位装置，便于对电机动子的移动进行限位，防止电机动子与导轨脱离连接状态的情况发生。

本实用新型进一步设置为：所述限位装置包括连接座，连接座固定连接有伸缩筒，伸缩筒活动连接有伸缩杆；伸缩杆朝向电机动子的端部固定连接有固定板，远离电机动子的端部设有与伸缩筒端部接触的限位板；所述伸缩杆套接有压簧，压簧一端与固定板固定连接，另一端与伸缩筒相对固定。

通过采用上述技术方案，当电机动子与固定板接触挤压时，压簧收缩，伸缩杆沿伸缩筒轴线方向移动；当固定板无接触挤压时，限位板在压簧的弹力作用下与伸缩筒抵触，便于增强限位装置的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述伸缩筒外壁设有与连接座螺纹配合的第一螺纹段，伸缩筒远离限位板的端部固定连接有可与连接座接触的第一螺母。

通过采用上述技术方案，使得伸缩筒与连接座的安装与拆卸操作方便，第一螺母对伸缩筒的安装位置进行限定。

本实用新型进一步设置为：所述伸缩筒靠近第一螺母的端部设有第二螺纹段，第二螺纹段螺纹配合有第二螺母，压簧与第二螺母固定连接。

通过采用上述技术方案，转动第二螺母，使得压簧沿伸缩杆轴线方向移动，便于对限位装置的限位性能进行调节。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：既可以实现定位精度测量，又可以实现动态位置检测准确性和频域失真检测，增强检测装置使用范围的效果；利用限位装置，便于对电机动子的移动进行限位，防止电机动子与导轨脱离连接状态的情况发生；便于对限位装置的限位性能进行调节。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的整体结构示意图；

图2是图1中A处的放大示意图；

图3是本实用新型实施例中限位装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的工作原理图。

图中：1、基座；2、导轨；21、电机动子；22、电机定子；3、试品线性位移传感器；31、固定部；32、检测探头；33、机械连接件；4、高精度光栅位移传感器；5、电缆保护带；6、限位装置；61、连接座；62、伸缩筒；621、第一螺纹段；622、第一螺母；63、伸缩杆；631、固定板；632、限位板；64、压簧；65、第二螺纹段；66、第二螺母。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：基于线性位移传感器的多功能检测装置，如图1与图2所示，包括基座1、直线电机、高精度光栅位移传感器4、试品线性位移传感器3和主控单元，基座1固定连接有导轨2。直线电机包括与导轨2活动连接的电机动子21以及与基座1固定连接的电机定子22，在本实施例中，电机动子21包括动力部分和与动力部分固定连接的移动平台。高精度光栅位移传感器4和试品线性位移传感器3均包括固定部31和与固定部31活动连接的检测探头32，高精度光栅位移传感器4和试品线性位移传感器3的固定部31平行固定在基座1上，高精度光栅位移传感器4和试品线性位移传感器3的检测探头32均与电机动子21固定连接。此外，固定部31与检测探头32的安装位置可进行变换。在本实施例中，高精度光栅位移传感器4的固定部31为光栅尺，检测探头32为读数头。

如图1与图4所示，高精度光栅位移传感器4和直线电机均与主控单元电性连接，高精度光栅位移传感器4与试品线性位移传感器3的输出端电性连接有数据采集单元。单独启动试品线性位移传感器3，即可实现传统的静态定位精度测量。同时启动高精度光栅位移传感器4、试品线性位移传感器3，直线电机同时驱动检测探头32相对于固定部31移动，高精度光栅位移传感器4、试品线性位移传感器3将检测信号同步传输至数据采集单元，即可实现数据采集单元对试品线性位移传感器3的动态精度测量和运动测量位置、速度频域失真检测。在本实施例中，数据采集单元采用数据采集卡。主控单元可设定直线电机的移动速度和位移，高精度光栅位移传感器4的反馈信号伺服驱动直线电机按照主控单元设定的移动速度和位移进行移动。数据采集单元将基于高精度光栅位移传感器4的检测位移对比试品线性位移传感器3检测位移偏差，将基于时间描出偏差时间曲线，该曲线为试品线性位移传感器3动态位移反馈误差曲线。

如图1所示，高精度光栅位移传感器4的检测精度不小于试品线性位移传感器3的检测精度。试品线性位移传感器3为光栅、时栅、磁栅、容栅位移传感器中的任意一种，便于以高精度光栅位移传感器4的检测结果为基准对试品线性位移传感器3的检测结果进行对比分析。

如图1与图4所示，主控单元包括运动控制器和交流伺服驱动器，使得高精度光栅位移传感器4、主控单元和直线电机形成闭环控制回路。

如图2所示，高精度光栅位移传感器4和试品线性位移传感器3的检测探头32均通过机械连接件33与电机动子21固定连接。在本实施例中，机械连接件33采用L型连接块，使得高精度光栅位移传感器4和试品线性位移传感器3的安装与拆卸操作方便。

如图1所示，电机动子21与基座1之间设有电缆保护带5，在电机动子21移动过程中，减小电缆因弯折而损坏的情况发生，增强了检测装置运行的稳定性。

如图1所示，基座1固定连接有两个限位装置6，两个限位装置6沿电机动子21移动方向对称设置，利用限位装置6，便于对电机动子21的移动进行限位，防止电机动子21与导轨2脱离连接状态的情况发生。

如图1与图3所示，限位装置6包括通过螺栓与基座1连接的连接座61，连接座61固定连接有伸缩筒62，伸缩筒62活动连接有伸缩杆63。伸缩杆63朝向电机动子21的端部固定连接有固定板631，远离电机动子21的端部设有与伸缩筒62端部接触的限位板632。伸缩杆63套接有压簧64，压簧64一端与固定板631固定连接，另一端与伸缩筒62相对固定。当电机动子21与固定板631接触挤压时，压簧64收缩，伸缩杆63沿伸缩筒62轴线方向移动。当固定板631无接触挤压时，限位板632在压簧64的弹力作用下与伸缩筒62抵触，便于增强限位装置6的稳定性。

如图3所示，伸缩筒62外壁设有与连接座61螺纹配合的第一螺纹段621，伸缩筒62远离限位板632的端部固定连接有可与连接座61接触的第一螺母622，使得伸缩筒62与连接座61的安装与拆卸操作方便，第一螺母622对伸缩筒62的安装位置进行限定。

如图3所示，伸缩筒62靠近第一螺母622的端部设有第二螺纹段65，第二螺纹段65螺纹配合有第二螺母66，压簧64与第二螺母66固定连接。转动第二螺母66，使得压簧64沿伸缩杆63轴线方向移动，便于对限位装置6的限位性能进行调节。

工作原理：单独启动试品线性位移传感器3，即可实现传统的静态定位精度测量。同时启动高精度光栅位移传感器4、试品线性位移传感器3，直线电机同时驱动检测探头32相对于固定部31移动，高精度光栅位移传感器4、试品线性位移传感器3将检测信号传输至数据采集单元，即可实现数据采集单元对试品线性位移传感器3的动态精度测量和运动测量位置、速度频域失真检测。主控单元可设定直线电机的移动速度和位移，高精度光栅位移传感器4的反馈信号伺服驱动直线电机按照主控单元设定的移动速度和位移进行移动。数据采集单元对比分析得出试品线性位移传感器3相对于高精度光栅位移传感器4的动态位移反馈误差。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：包括基座(1)、直线电机、高精度光栅位移传感器(4)、试品线性位移传感器(3)和主控单元，基座(1)固定连接有导轨(2)；所述直线电机包括与导轨(2)活动连接的电机动子(21)以及与基座(1)固定连接的电机定子(22)；所述高精度光栅位移传感器(4)和试品线性位移传感器(3)均包括固定部(31)和与固定部(31)活动连接的检测探头(32)，高精度光栅位移传感器(4)和试品线性位移传感器(3)的固定部(31)平行固定在基座(1)上，高精度光栅位移传感器(4)和试品线性位移传感器(3)的检测探头(32)均与电机动子(21)固定连接；所述高精度光栅位移传感器(4)和直线电机均与主控单元电性连接，所述高精度光栅位移传感器(4)与试品线性位移传感器(3)的输出端电性连接有数据采集单元。

2.根据权利要求1所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述高精度光栅位移传感器(4)的检测精度不小于试品线性位移传感器(3)的检测精度；所述试品线性位移传感器(3)为光栅、时栅、磁栅、容栅位移传感器中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述主控单元包括运动控制器和交流伺服驱动器。

4.根据权利要求1所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述高精度光栅位移传感器(4)和试品线性位移传感器(3)的检测探头(32)均通过机械连接件(33)与电机动子(21)固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述电机动子(21)与基座(1)之间设有电缆保护带(5)。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述基座(1)固定连接有两个限位装置(6)，两个限位装置(6)沿电机动子(21)移动方向对称设置。

7.根据权利要求6所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述限位装置(6)包括连接座(61)，连接座(61)固定连接有伸缩筒(62)，伸缩筒(62)活动连接有伸缩杆(63)；伸缩杆(63)朝向电机动子(21)的端部固定连接有固定板(631)，远离电机动子(21)的端部设有与伸缩筒(62)端部接触的限位板(632)；所述伸缩杆(63)套接有压簧(64)，压簧(64)一端与固定板(631)固定连接，另一端与伸缩筒(62)相对固定。

8.根据权利要求7所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述伸缩筒(62)外壁设有与连接座(61)螺纹配合的第一螺纹段(621)，伸缩筒(62)远离限位板(632)的端部固定连接有可与连接座(61)接触的第一螺母(622)。

9.根据权利要求8所述的基于线性位移传感器的多功能检测装置，其特征是：所述伸缩筒(62)靠近第一螺母(622)的端部设有第二螺纹段(65)，第二螺纹段(65)螺纹配合有第二螺母(66)，压簧(64)与第二螺母(66)固定连接。

Images