本发明专利技术公开了一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置及方法，包括：台架，台架上设置有电机和变频器，电机的输出轴上同轴固定有待标定篦齿，变频器用于调节电机的转速；位移校准组合装置，包括有固定在台架上的X方向导轨、固定在X方向导轨的滑块上的Z方向导轨和固定在Z方向导轨的滑块上的精确位移调节机构；反射式光纤位移传感器，设置在精确位移调节机构的移动端上，反射式光纤位移传感器的探头沿X向设置；具有以下有点：被标定曲面由电机驱动旋转，所得到的标定曲线考虑了旋转被标定曲面对传感器的影响，无需进行二次修正；被标定曲面旋转速度可调节，可实现被标定曲面在不同转速下的多次连续标定，提高了标定效率。提高了标定效率。提高了标定效率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置及方法
[0001]本专利技术涉及传感器标定仪器
，具体而言，涉及一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置及方法。
技术介绍
[0002]航空发动机、燃气轮机等旋转机械结构复杂，包含众多高速旋转的转动部件和形状多样的静止部件。由于其高压、高温的工作状态，转动部件同时承受离心载荷和热载荷，在工作过程中出现转子径向尺寸增长的现象，导致转
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静配合间隙会发生难以预估的变化，对旋转机械的运行效率和运行安全造成很大影响。因此，旋转曲面径向形变的动态实时测量对于旋转机械的设计研发具有重要意义。
[0003]反射式光纤位移传感器以其体积小、精度高、抗干扰强、寿命长等优点广泛用于非接触式位移测量。传感器以连续光源作为测量载体，光纤作为传播介质，光强作为测量信号，其工作原理在于利用接收光纤的接收光量与被测物体距离之间的关系来感知被测物体的位移。传感器接收的反射光量易受被测物表面特性影响，如材料、形状、粗糙度等，因此反射式光纤位移传感器在使用之前必须经过严格的标定。
[0004]旋转盘、旋转轴、旋转篦齿、旋转鼓筒、旋转锥壁等转动部件是航空发动机、燃气轮机中典型的旋转曲面，其工作模式具备连续旋转的特点。位移传感器静态标定平台无法考虑被测面旋转对接收光量的影响，如果将静态标定曲线应用在旋转曲面径向位移测试中可能会引入无法估量的误差，降低测量结果的可靠性。而现有的位移传感器动态标定平台往往专门为某一种测试场景设计，如压缩机械或透平机械的叶片叶顶间隙测试，被测物的离散式旋转无法模拟连续旋转曲面对反射光量的影响规律，亦不能作为通用平台用于反射式光纤位移传感器的旋转标定。
[0005]为此提出一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，以解决上述提出的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术旨在提供一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，以解决或改善上述技术问题中的至少之一。
[0007]有鉴于此，本专利技术的第一方面在于提供一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置。
[0008]本专利技术的第二方面在于提供一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定方法。
[0009]本专利技术的第一方面提供了一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，包括：台架，所述台架上设置有电机和变频器，且所述电机的输出轴为Z向，所述电机的输出轴上同轴固定有待标定篦齿，所述变频器用于调节所述电机的转速；位移校准组合装置，包括有固定在所述台架上的X方向导轨、固定在所述X方向导轨的滑块上的Z方向导轨和固定在Z方向导轨的滑块上的精确位移调节机构；反射式光纤位移传感器，设置在所述精确位移调
节机构的移动端上，所述反射式光纤位移传感器的探头沿X向设置，且指向所述电机的输出轴轴线。
[0010]本专利技术提供的一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，通过控制器调节电机的转速，然后将需要检测的待标定篦齿同轴的安装在电机的输出端，待标定篦齿即可在不同的转速下然后被反射式光纤位移传感器的探头检测，所得到的标定曲线充分考虑了旋转被标定曲面对传感器的影响，无需进行二次修正；
[0011]同时也能够对不同尺寸和形状的轴对称工件的检测，标定装置的结构简单，使用维护简单，可兼容不同半径、不同高度的待测标定物，适用范围广；
[0012]在待标定篦齿转动测定时，通过控制器调节电机的转速，使得被标定曲面旋转速度可调节，可实现被标定曲面在不同转速下的多次连续标定，大大提高了标定效率。
[0013]另外，根据本专利技术的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
[0014]上述任一技术方案中，所述位移校准组合装置还包括：传感器支撑架，设置在所述X方向导轨滑块与所述Z方向导轨的连接处，用于所述Z方向导轨的固定；传感器固定块，安装在所述移动端和所述反射式光纤位移传感器的连接处，以使所述移动端能够带动所述反射式光纤位移传感器的探头沿X方向移动；Z方向导轨锁紧把手，设置在所述Z方向导轨的滑块上，用于控制所述Z方向导轨滑块的固定或移动。
[0015]在该技术方案中，通过设置传感器支撑架，负责X方向导轨滑块与Z方向导轨的连接，一方面方便打孔装配，另一方面能够根据实际的装配和检测点位需求进行更改调节，以便反射式光纤位移传感器的探头更加准确的对准待标定篦齿；
[0016]通过设置传感器固定块，负责将反射式光纤位移传感器探头装配在Z方向导轨的滑块上，采用传感器固定块先行与Z方向导轨的滑块，可避免Z方向导轨的滑块的安装孔位对探头的测量影响，提高了探头安装的可调节性；
[0017]增设Z方向导轨锁紧把手，可增强Z方向导轨的滑块在位置调节后的固定稳定性，避免在探头测量中发生移动增大测量结果的误差。
[0018]上述任一技术方案中，所述X方向导轨的丝杠端部安装有X方向导轨旋钮；和/或所述Z方向导轨的丝杠端部安装有Z方向导轨旋钮。
[0019]在该技术方案中，分别对X方向导轨的丝杠端部增设X方向导轨旋钮，以及对Z方向导轨的丝杠端部增设Z方向导轨旋钮，可方便人手直接调节，可在测量中和测量前进行多次调节，提供可操作性的空间。
[0020]上述任一技术方案中，所述台架上开设有供所述电机穿过的通孔，所述电机通过加高座固定在所述台架上，且所述加高座罩设在所述通孔上；其中，所述电机与所述加高座之间采用螺栓固定，且所述螺栓的轴线与所述电机的输出轴轴线平行。
[0021]在该技术方案中，对于电机的安装采用在台架上开设通孔，使得电机能够纵向贯穿地设置在台架上，以便电机的输出轴进行纵向的Z轴设置，并采用加高座与电机的外壳的顶部固定装配，然后将加高座罩设在台架的通孔上，可避免电机散发的热量直接接触到待标定篦齿或者探头，降低了长时间检测中温度的影响，提高了测量的准确；
[0022]将螺栓的轴线与所述电机的输出轴轴线平行，可使得固定装配的作用力，使得电机的装配施力不会与电机的输出轴产生偏角，使得电机在对内部的输出轴转动安装的施力时也不会与输出轴的轴线发生偏角，进一步地保证了输出轴在带动待标定篦齿转动时不会
发生偏心运动，以使反射式光纤位移传感器对待标定篦齿的测量更加准确。
[0023]上述任一技术方案中，所述待标定篦齿通过内部设置减径套套设在所述电机的输出轴上，所述待标定篦齿内部套设有衬套，所述电机的输出轴端部螺接有锁紧螺母，所述锁紧螺母通过垫片压制所述衬套，以使所述待标定篦齿固定在所述减径套上；其中，所述减径套外壁底部设置有延伸边，所述待标定篦齿的底部与所述延伸边相抵接，所述垫片为金属环形片体。
[0024]在该技术方案中，通过减径套在待标定篦齿和电机输出轴时间设置，可在待标定篦齿和电机输出轴之间无法装配时，进行套设固定，且采用套设的方式没有采用键连接，一方面直接的套设安装更加简单方便，另一方面能够避免由于键连接而产生的的作用力不均产生的偏心施力，使得被检测的物体转动更加准确的绕轴线，增加测量精度；
[0025]采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，其特征在于，包括：台架(2)，所述台架(2)上设置有电机(3)和变频器(18)，且所述电机(3)的输出轴为Z向，所述电机(3)的输出轴上同轴固定有待标定篦齿(5)，所述变频器(18)用于调节所述电机(3)的转速；位移校准组合装置，包括有固定在所述台架(2)上的X方向导轨(16)、固定在所述X方向导轨(16)的滑块上的Z方向导轨(10)和固定在Z方向导轨(10)的滑块上的精确位移调节机构(12)；反射式光纤位移传感器(14)，设置在所述精确位移调节机构(12)的移动端上，所述反射式光纤位移传感器(14)的探头沿X向设置，且指向所述电机(3)的输出轴轴线。2.根据权利要求1所述的一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，其特征在于，所述位移校准组合装置还包括：传感器支撑架(15)，设置在所述X方向导轨(16)滑块与所述Z方向导轨(10)的连接处，用于所述Z方向导轨(10)的固定；传感器固定块(11)，安装在所述移动端和所述反射式光纤位移传感器(14)的连接处，以使所述移动端能够带动所述反射式光纤位移传感器(14)的探头沿X方向移动；Z方向导轨锁紧把手(13)，设置在所述Z方向导轨(10)的滑块上，用于控制所述Z方向导轨(10)滑块的固定或移动。3.根据权利要求1所述的一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，其特征在于，所述X方向导轨(16)的丝杠端部安装有X方向导轨旋钮(17)；和/或所述Z方向导轨(10)的丝杠端部安装有Z方向导轨旋钮(9)。4.根据权利要求1所述的一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，其特征在于，所述台架(2)上开设有供所述电机(3)穿过的通孔，所述电机(3)通过加高座(4)固定在所述台架(2)上，且所述加高座(4)罩设在所述通孔上；其中，所述电机(3)与所述加高座(4)之间采用螺栓固定，且所述螺栓的轴线与所述电机(3)的输出轴轴线平行。5.根据权利要求1所述的一种用于旋转曲面径向形变测量的传感器标定装置，其特征在于，所述待标定篦齿(5)通过内部设置减径套(6)套设在所述电机(3)的输出轴上，所述待标定篦齿(5)内部套设有衬套，所述电机(3)的输出轴端部螺接有锁紧螺母(7)，所述锁紧螺母(7)通过垫片(8)压制所述衬套，以使所述待标定篦齿(5)固定在所述减径套(6)上；其中，所述减径套(6)外壁底部设置有延伸边，所述待标定篦齿(5)的底部与所述延伸边相抵接，...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁水汀，石宇，刘鹏，邱天，刘传凯，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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