一种线位移传感器智能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种线位移传感器智能测试系统，利用虚拟仪器构成的线位移传感器智能测试平台，是具有标准接口的仪器组件，可以帮助检测人员轻松地将不同的传感器接入，构成高精度、集成化、模块化和智能化的测量系统。利用开发的软件系统，可以自动识别传感器类型，并进行信号采集、转换和数据处理工作。本发明专利技术采用提高了测量效率，降低了测量成本。本发明专利技术能够实现线位移传感器信号的自动化测量，减少人工测量造成的操作不准确而造成的粗大误差。本发明专利技术可避免在测量时破坏传感器的接线端子，并可集成多种类型的线位移传感器接线端子。本发明专利技术适应范围较广，当待测对象的产品型号发生变化时，只需更改测量软件系统相关参数即可。

【技术实现步骤摘要】
一种线位移传感器智能测试系统
本专利技术涉及线位移传感器智能测试计量领域，特别涉及电压、电流、脉冲计数和数字式传感器输出信号的高精度测量设备。
技术介绍
线位移传感器一般广泛应用于车身变形量试验系统、万能试验机和作动器等大型仪器设备上。目前，国内外实验室校准线位移传感器的方法是采用激光测长机，但现在该校准方法存在线位移传感器种类多、差异大，信号采集系统种类多、连接复杂、价格高昂，采集数据处理困难，整个测量过程自动化程度不够等诸多难题。线位移传感器智能采集平台是具有标准接口的仪器组件，帮助检测人员轻松地将不同的传感器接入，构成高精度、集成化、模块化和智能化的测量系统。线位移传感器智能采集平台利用虚拟仪器技术，是由高速计算机、数据采集系统和软件搭建成的平台，可适应不同类型的传感器进行标准化连接，自动识别传感器类型，并进行采集信号转换和数据处理工作，成为线位移传感器校准系统的重要组成部分。该平台可满足科研院所及企业线位移传感器的校准需求，填补该领域空白，进一步提升现有校准项目的检测能力，提高工作效率，并打造一个综合的信号采集平台。
技术实现思路
本专利技术至少可以解决以下技术问题：1.线位移传感器种类差异线位移传感器属于长度计量仪器的部件，不可单独使用，必须连接二次显示仪表才可提供位移数值。根据传感器的原理，如电感式、直流差动变压器式、交流差动变压器式、振弦(应变)式、磁至伸缩式、电阻式、拉线式和激光式等，其输出信号类型不同，可以是电压信号、电流信号、频率信号和位移数字信号等多种形式。2.信号采集系统种类多、连接复杂、价格高昂通用的商品高精度二次仪表作为数据采集装置往往不具备多种接线端子。而根据线位移传感器的设计不同，信号接线端子可能采用5针，9针、16针，RS232，RS485和GPIB等专用模拟接口和数字接口等不同形式。实验室必须配备传感器输出信号相应的二次仪表，并且具备与被校准传感器相同的接线端子。采用临时措施将所需信号从被校准线位移传感器中取出，连接和集成这些不同设备不仅要耗费大量的时间，而且设备之间的数据传输、信号兼容性和后期数据处理均会引入了新的误差源，致使测量结果的不确定度增大。3.采集数据处理现场手工记录66个测量点数据后，需将采集数据手工绘制到网格表上，进行后续的线性拟合计算工作，计算工作量很大，且效率低下，较易产生计算误差从而影响测量结果的准确度。4.自动化程度不够校准记录需手工填写，证书需手工操作填写证书信息。工作效率低下，且由于数据较多，较容易出现错误。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：一种线位移传感器智能测试系统，包括激光干涉仪，被校传感器，测长机，高精度可编程电源，多功能接口箱和高精度信号采集系统，主标准器为激光干涉仪和测长机，其可提供标准位移量值；被校传感器为线位移传感器，被校传感器输出信号主要类型有电压、电流、数字和脉冲计数；测量时，需将被校传感器精密的装备到激光测长机上，需在高度、水平和俯仰方向上调整到最佳测量位置后进行测量；被校传感器的信号端需根据信号类型和接口方式接入到多功能接口箱的专用端子上；该接口箱可适应不同信号类型和接口类型的传感器；高精度可编程电源提供标准电压源或电流源给被校传感器，并可由智能采集平台进行电压或电流输出的精确控制；高精度信号采集系统用于对被校传感器采集检测数据和分析精度指标。其中，高精度信号采集系统配合专用测量软件，按照《JJF1305-2011线位移传感器校准规范》的各项技术指标要求，对被测线位移传感器在全量程进行3个测回的检测，最后由专用软件提供基本误差、线性度、重复性和回程误差等多项技术指标，并打印记录。其中，采用16位高精度数据采集卡，通过高质量的屏蔽接口箱将数据采集到上位机后对数据进行处理，在满足《JJF1305-2011线位移传感器校准规范》精度要求的前提下，将复杂的采集和显示装置缩减为统一的数据采集系统，减少了购置上述设备的成本和操作的复杂程度，并可对采集的数据进行全自动及多参数处理，大为提升校准效率。其中，利用LabView软件，对采集过程进行自动化采集控制，并对数据进行模数转换、滤波、求平均和线性最小二乘拟合，通过软件的自动化处理，可给出位移传感器的灵敏度、基本误差、线性度、回程误差等校准参数；上述数据采集和计算过程不需人工参与，全部由计算机完成并给出校准结果曲线图，可大为减少人为误差对校准结果产生的影响；最后校准结果自动生成不可修改的电子记录并打印存档。其中，为避免破坏传感器的接线端子，多类型接线端口箱可集成多种类型的位移传感器接线端子，并预留了扩展接线插排以应对不同类型的传感器接口需求，上述端口均采用金属屏蔽接口对信号进行全程屏蔽以期达到最佳的测量效果，同时，该端口箱可接入高精度数字源。本专利技术的原理在于：(1)按照规范要求，需要采用精度为DCV±0.004％～±0.1％的数字多用表对传感器信号进行采集，对脉冲信号需要采用24位脉冲计数装置进行数据计数，有些传感器直接输出RS232、RS485或者GPIB信号等，那么现有装置无法全面满足上述类型设备的校准需求。项目采用16位高精度数据采集卡，通过高质量的屏蔽接口箱将数据采集到上位机后对数据进行处理。在满足规程精度要求的前提下，将复杂的采集和显示装置缩减为单一的数据采集系统，减少了购置上述设备的成本和操作的复杂程度，并可对采集的数据进行全自动及多参数处理，大为提升校准效率。(2)利用软件，对采集过程进行自动化采集控制，并对数据进行模数转换、滤波、求平均和线性最小二乘拟合，通过软件的自动化处理，可给出线位移传感器的灵敏度、基本误差、线性度、回程误差等校准参数。上述数据采集和计算过程不需人工参与，全部由计算机完成并给出校准结果曲线图，可大为减少人为误差对校准结果产生的影响。最后校准结果自动生成不可修改的电子记录并打印存档。同时，该平台可扩展至其它测量领域，如可对力传感器、温度传感器、压力传感器等信号进行处理，打造综合性计量校准平台。(3)现有装置需将线位移传感器接头直接线头剪下，然后用电夹夹紧后与信号采集装置相连。上述过程不仅严重破坏了传感器的信号屏蔽，而且对接线装置也进行了破坏，给用户带来了极大不便。为避免破坏传感器的接线端子方便客户校准，多类型接线端口箱可集成多种类型的线位移传感器接线端子，如5针，9针、16针，RS232，RS485和GPIB等专用模拟量和数字量接口，并预留了扩展接线插排以应对不同类型的传感器接口需求。上述端口均采用金属屏蔽接口对信号进行全程屏蔽以期达到最佳的测量效果。同时，该端口箱可接入高精度数字源。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术采用16位数据采集卡代替庞大的数据采集系统，在满足精度的前提下，减少了多种类型设备的连接匹配和设备购置的高成本问题，从而提高了测量效率，降低了测量成本。(2)本专利技术能够实现线位移传感器信号的自动化测量，减少人工测量造成的操作和数据处理的不准确，从而消除了粗大误差。(3)本专利技术为线位移传感器研制了线位移传感器多类型接线端口箱，可避免在测量时破坏传感器的接线端子，并可集成多种类型的线位移传感器接线端子。(4)本专利技术适应范围较广，当待测对象的产品型号发生变化时，只需更改测量软件系统相关参数即可，无需更换整个测量设备，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线位移传感器智能测试系统，其特征在于：包括激光干涉仪(1)，被校准传感器(2)，测长机(3)，高精度可编程电源(4)，多功能接口箱(5)和高精度信号采集系统(6)，主标准器为激光干涉仪(1)和测长机(3)，其可提供标准位移量值；被校准传感器(2)为线位移传感器，其输出信号主要类型有电压、电流、数字和脉冲计数；测量时，需将被校传感器精密的装备到测长机的移动平台上，需在高度、水平和俯仰方向上调整到最佳测量位置后进行测量；被校传感器的信号端需根据信号类型和接口方式接入到多功能接口箱(5)的专用端子上；该接口箱可适应不同信号类型和接口类型的传感器；高精度可编程电源(4)提供标准电压源或电流源给被校传感器，并可由智能采集平台进行电压或电流输出的精确控制；高精度信号采集系统(6)用于对被校传感器采集检测数据和分析精度指标。

【技术特征摘要】
1.一种线位移传感器智能测试系统，其特征在于：包括激光干涉仪(1)，被校准传感器(2)，测长机(3)，高精度可编程电源(4)，多功能接口箱(5)和高精度信号采集系统(6)，主标准器为激光干涉仪(1)和测长机(3)，其可提供标准位移量值；被校准传感器(2)为线位移传感器，其输出信号主要类型有电压、电流、数字和脉冲计数；测量时，需将被校传感器精密的装备到测长机的移动平台上，需在高度、水平和俯仰方向上调整到最佳测量位置后进行测量；被校传感器的信号端需根据信号类型和接口方式接入到多功能接口箱(5)的专用端子上；该接口箱可适应不同信号类型和接口类型的传感器；高精度可编程电源(4)提供标准电压源或电流源给被校传感器，并可由智能采集平台进行电压或电流输出的精确控制；高精度信号采集系统(6)用于对被校传感器采集检测数据和分析精度指标。2.根据权利要求1所述的线位移传感器智能测试系统，其特征在于：高精度信号采集系统(6)配合专用测量软件，按照《JJF1305-2011线位移传感器校准规范》的各项技术指标要求，对被测线位移传感器在全量程进行3个测回的检测，最后由专用软件提供基本误差、线性度、重复性和回程误差等多项技术指标，并打印记录。3.根据权利要求1所述的线位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李栋，黄雷，窦艳红，关维琦，战一欣，陈宁，
申请(专利权)人：吉林省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：吉林,22