用于确定静态不平衡度的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:10074502 阅读:118 留言:0更新日期:2014-05-24 00:58
本发明专利技术涉及一种用于借助重心称量天平(10)确定具有定心面(31)的物体(30)的静态不平衡度的方法,其中,借助电位移传感器(16)测量物体(30)的定心面(31)相对于其支座的位置;借助评估电路根据位移传感器(16)的测量信号计算物体(30)的定心面(31)相对于天平(10)的基准点的偏心率;称量物体(30)并且检测物体(30)的质量和其重心相对于天平(10)的基准点的位置;借助评估电路根据天平(10)的测量信号以及物体(30)的定心面(31)相对于天平(10)的基准点的偏心率计算物体(30)的不平衡度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及借助设计用于确定物体重心的天平或秤确定具有定心面的物体的静态不平衡度的一种方法和一种装置,所述天平或秤具有用于物体的支座和定心器件,所述定心器件相对于天平的基准点将物体定心。
技术介绍
DE 33 30 974 C2和DE 10 2009 016 123 A1均公开了所述类型的一种方法和一种装置。这种类型的方法和装置需要以较大的精度相对于天平的基准点将待检物体置于中心。如果由钻孔构成物体的定心面,则已知可借助啮合到该钻孔中的定心心轴将物体夹紧。对于较大、较重、通常呈盘形的物体,则首先在将物体放在支座的支承面上时进行预定心。接着借助膨胀心轴或者三爪卡盘将物体再次定心并且夹紧。已知的定心器件的缺点是,存在由于夹紧而损坏定心面的危险。为了将该危险保持在最小程度,必须分别调整夹具使之适合于夹紧面的直径。因此对于不同的夹紧直径,需要使用不同的、需要分别更换的夹紧器件。这就提高了装置的结构复杂性和成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于,提供一种本文开头所述类型的方法以及一种用于执行该方法的装置,所述装置能够以很高的重复精度确定不平衡度,并且能可靠避免待测物体由于夹紧在支座中而受损。该技术问题按照本专利技术通过一种用于借助设计用于确定物体重心的天平确定具有定心面的物体的静态不平衡度的方法和一种用于确定具有定心面的物体的静态不平衡度的装置解决。按照本专利技术所述的方法,借助设计用于确定物体重心的天平或秤对具有定心面的物体的静态不平衡度进行确定,所述天平或秤具有用于物体的支座和定心器件,所述定心器件在将物体放在支座上时引导物体进入相对于天平的基准点基本上居中的位置,所述方法包括以下步骤:将物体放在天平的支座上;借助至少两个彼此相距一定夹角布置的电位移传感器测量物体定心面相对于支座的位置;借助连接到位移传感器的评估电路根据位移传感器的测量信号计算物体定心面相对于天平基准点的偏心率;称量物体并且检测物体的质量和重心相对于天平基准点的位置;借助评估电路根据由天平所获得的测量信号和物体定心面相对于天平基准点的偏心率计算物体的不平衡度。本专利技术所述的方法不必相对于天平的基准点精确居中地定位物体,并且可以容忍放在支座上之后不精确的定位。取而代之地与已知的方法相对,借助位移传感器测量定心面的准确位置,并且在确定不平衡度时考虑和补偿定心面中心相对于天平基准点的现有偏心率。采用这种方式能以较高的重复精度精确确定不平衡度。为了进行测量,仅需将物体预定位地放在支座上,之后不再移动物体。由于预定位仅需要很小的导向力而且并不施加较大压力用于夹紧在定心面上,因此几乎可以排除转子受损的危险。本专利技术所述方法的另一个优点在于处理时间很短。位移传感器能够非常迅速地检测定心面的位置,所需时间少于借助夹紧装置将物体移动到测量位置上的时间。位置测量的重复精度仅仅取决于位移传感器的精度,并且能够实现比使用三爪卡盘更高的精度。为了校准位移传感器,按照本专利技术的另一项建议,借助位移传感器测量放在支座上的旋转对称的校准块的位置,并且将校准块的中心点确定为对应于位移传感器的传感器坐标系的原点。接着通过借助天平称量校准块确定矢量,该矢量表示传感器坐标系相对于天平坐标系的偏心距,天平坐标系的原点处于天平的基准点上。该校准方法简单快捷,可保证精确校准天平。按照本专利技术的另一项建议,能够以简单的方式通过以下措施确定需要确定其不平衡度的物体的定心面相对于天平基准点的偏心率,即,根据位移传感器的测量信号计算物体定心面中心点的位置以及表示定心面中心点相对于传感器坐标系原点的偏心率的矢量,并且通过计算的矢量与经过之前的校准获得的传感器坐标系相对于天平坐标系原点的偏心率的矢量的相加来计算表示定心面中心点相对于天平基准点的偏心率的矢量。为了确定物体的不平衡度,可以借助天平测量表示物体重心相对于天平坐标系的偏心率的矢量,并且通过该矢量与表示定心面相对于天平坐标系的偏心率的矢量的相减来计算表示重心相对于物体定心面中心点的偏心度的矢量。根据物体重心的偏心率及其质量能够按照已知的方式计算静态不平衡度。本专利技术所述的方法可以使用非接触测量的传感器或者具有可运动的按键元件的传感器作为位移传感器。如果使用具有按键元件的位移传感器,则按键元件可能会影响不平衡度的测量,因为在探测定心面位置的过程中按键元件运动并且相对于天平的支座移动。为了避免这种对不平衡度测量的影响,按照本专利技术可以确定每个按键元件的可运动质量,然后根据相应按键元件的质量以及通过测量信号确定的运动行程针对每个按键元件计算不平衡度贡献量。然后可以从根据重心位置计算的物体不平衡度中减去计算的不平衡度贡献量。按照本专利技术,用于执行所述方法的有利装置包括用于确定物体重心的天平,该天平具有用于物体的支座和若干定心器件,所述定心器件可在将物体放在支座上时引导物体进入相对于天平基准点基本上居中的位置,所述支座具有至少两个彼此相距一定夹角布置的电位移传感器,所述位移传感器测量物体定心面相对于支座的位置并且连接到评估电路上,所述评估电路设计用于根据位移传感器的测量信号计算物体定心面相对于天平基准点的偏心率,然后根据通过称量物体获得的天平的测量信号以及所计算的定心面偏心率计算物体的重心以及相对于其定心面中心点的不平衡度。可以使用简单的机械构件以低廉成本实现按照本专利技术的装置,因为无需承受和产生很高的过程力。所述装置也能与不同的定心面直径适配,因为可以径向调整位移传感器。完成调整之后仅需将位移传感器重新校准到中心点。这能够以简单的方式通过校准环实现。所述装置优选包括具有可运动的按键元件的位移传感器,所述按键元件可以贴靠在物体的定心面上,所述评估电路设计用于根据每个按键元件的质量和运动行程计算不平衡度贡献量,然后从所计算的物体不平衡度中减去所计算的不平衡度贡献量。因此按键元件的位置变化不影响不平衡度的确定。按照本专利技术,所述装置的支座可以具有圆盘形状的支承盘,位移传感器与支承盘的中心等距地并且各自相距120°的角度地布置在所述支承盘上。可以用手或者借助可驱动的执行器沿径向移动位移传感器的按键元件。用于待测物体的支座可以具有支承元件,这些支承元件从支承盘中伸出并且布置在位移传感器之间,并且具有处于同一个平面中的用于物体的支承面。为了引导物体进入基本上居中的位置,可以给支座配置至少三个锥形导向元件,这些导向元件从支承面的平面中伸出,并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2012.11.06 DE 102012110621.51.一种用于借助设计用于确定物体(30)重心的天平(10)确定具有定心面
(31)的物体(30)的静态不平衡度的方法,所述天平具有能够支承具有垂直定
向的旋转轴线的物体(30)的支座以及定心器件,所述定心器件能在将物体(30)
放在支座上时引导物体进入相对于天平(10)的基准点基本上居中的位置,所
述方法包括以下步骤:
将物体(30)放在天平(10)的支座上,
借助至少两个彼此相距一定夹角布置的电位移传感器(16)测量物体(30)
的定心面(31)相对于支座的位置,
借助连接在位移传感器(16)上的评估电路根据位移传感器(16)的测量信
号计算物体(30)的定心面(31)相对于天平(10)的基准点的偏心率,
称量物体(30),并且检测物体(30)的质量和其重心相对于天平(10)的基准
点的位置,
借助评估电路根据从天平(10)获得的测量信号以及物体(30)的定心面
(31)相对于天平(10)的基准点的偏心率计算物体(30)的不平衡度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,为了进行校准,借助位
移传感器(16)测量放在支座上的旋转对称的校准块的位置,并且将校准块的
中心点确定为配属于位移传感器(16)的传感器坐标系(S)的原点,并且借助天
平(10)以称量校准块的方式确定表示传感器坐标系(S)相对于天平坐标系(W)
的偏心率的矢量(eS),所述天平坐标系的原点位于天平(10)的基准点上。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据位移传感器(16)的测
量信号计算物体(30)的定心面(31)的中心点的位置和矢量(eSR),该矢量表示定
心面(31)的中心点相对于传感器坐标系(S)的原点的偏心率,并且通过定心面
(31)的中心点的偏心率的矢量(eSR)和传感器坐标系(S)相对于天平坐标系(W)
的原点的偏心率的矢量(eS)的相加来计算表示物体(30)的定心面(31)的中心点
相对于天平(10)的基准点的偏心率的矢量(eR)。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,借助天平(10)测量物体(30)
的重心(SPR)相对于天平坐标系(W)的偏心率的矢量(eSP,W),并且通过物体重
心(SPR)的偏心率的矢量(eSP,W)和物体(30)的定心面(31)相对于天平坐标系(W)
的偏心率的矢量(eR)的相减来计算表示重心(SPR)相对于定心面(31)的中心点

\t的偏心率的矢量(eSP,R),并且根据重心(SPR)相对于定心面(31)的中心点的偏
心率以及物体(30)的质量计算物体(...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·布赖特威泽S·弗里斯M·哈特内格尔T·万克
申请(专利权)人:申克罗泰克有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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