一种线位移传感器综合校准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术遵循阿贝原则，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。

A comprehensive calibration device for linear displacement sensor

【技术实现步骤摘要】
一种线位移传感器综合校准装置
本技术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。
技术介绍
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“JJF1305-2011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)CN205642274U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；CN107367223A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；CN107367222A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；CN202133349U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)CN204188151U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)CN107367224A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。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够符合JJF1305-2011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，本技术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JJF1305-2011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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n...

【技术特征摘要】
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JJF1305-2011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...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓玉湖，郑振强，林燮佳，张智琪，曾庆威，杨图强，罗秋华，黄晓冬，王丽红，
申请(专利权)人：龙岩市计量所，
类型：新型
国别省市：福建;35