位移傳感器標定儀及其使用方法
【專利摘要】位移傳感器標定儀及其使用方法。位移傳感器標定儀，包括彈性體和螺桿，彈性體包括上、下兩個薄壁，彈性體的一端設有臺階孔及端蓋，螺桿貫穿上、下兩個薄壁，螺桿下端與位移傳感器接觸。本發明位移傳感器標定儀的幾何尺寸和材料確定后，彈性體的垂直接近量與水平接近量的比值c是固定的，故可以通過這個已知的比值c和測量彈性體的垂直方向接近量來求得水平方向的微小接近量，從而實現了用普通的位移傳感器來標定位移傳感器。
【專利說明】位移傳感器標定儀及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于標定設備【技術領域】，涉及一種位移傳感器標定儀。本發明還涉及這種標定儀的使用方法。
【背景技術】
[0002]位移傳感器主要用于測量各種形式的位移量，機械工程中常見的有電感式位移傳感器、電容式位移傳感器等。微位移傳感器在使用前要對靈敏度進行標定，這需要使用更高精度的微位移傳感器，不僅標定成本高，而且工作效率低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提出一種位移傳感器標定儀，解決現有技術存在的標定成本高的問題。
[0004]本發明的第二個目的是提供上述標定儀的使用方法。
[0005]本發明的技術方案是，位移傳感器標定儀，包括彈性體和螺桿，彈性體包括上、下兩個薄壁，彈性體的一端設有臺階孔及端蓋，螺桿貫穿上、下兩個薄壁，螺桿下端與位移傳感器接觸。
[0006]本發明的特點還在于:
[0007]位移傳感器固定在套筒內，套筒與螺桿下部相連。
[0008]螺桿和套筒通過螺紋聯接，位移傳感器通過螺釘固定在套筒內。
[0009]上下兩個薄壁中部均為凸臺，兩個凸臺中間設有同軸的孔，螺桿穿過兩個同軸的孔，
[0010]臺階孔通過端蓋軸向固定待標定微位移傳感器。
[0011]下薄壁的凸臺下端面設有凹槽，套筒外圓的上端部為圓臺狀，有兩個平行的平面，兩個平行的平面與該凹槽配合。
[0012]臺階孔處的彈性體上還設有與臺階孔垂直的水平孔貫穿彈性體。
[0013]本發明的第二個技術方案，上述位移傳感器標定儀的使用方法，先測定彈性體的垂直接近量與水平接近量的比值C，再對待標定的微位移傳感器進行標定。
[0014]具體包括以下步驟:
[0015]第一步，先將高精度微位移傳感器放置在彈性體的一端的臺階孔內，用端蓋固定；然后轉動螺桿，拉近彈性體的上下兩個薄壁，彈性體內部出現彈性應力和變形，彈性體的兩個薄壁之間的垂直接近量通過螺桿下端的伸出量由位移傳感器測得；兩個端面即內端面和外端面的接近量通過高精度微位移傳感器測得；螺桿轉動到不同的位置，擬合出垂直接近量與水平接近量的比值c ;
[0016]第二步，將高精度微位移傳感器從臺階孔中取出，將待標定的微位移傳感器置固定臺階孔中，用端蓋(4)固定；轉動螺桿到不同的位置，位移傳感器測出螺桿的伸出量，即彈性體兩個薄壁之間的垂直接近量，然后通過比值c求得待標定的微位移傳感器兩個端面的水平接近量，這個水平接近量與待標定微位移傳感器輸出電壓的變化值的比值，就是待標定的位移傳感器的靈敏度。
[0017]本發明具有如下有益效果:
[0018]1、本發明位移傳感器標定儀的幾何尺寸和材料確定后，彈性體I的垂直接近量與水平接近量的比值c是固定的，故可以通過這個已知的比值c和測量彈性體的垂直方向接近量來求得水平方向的微小接近量，從而實現了用普通的位移傳感器來標定位移傳感器。
[0019]2、本發明位移傳感器標定儀結構簡單，使用方便，降低了標定成本。
[0020]3、本發明位移傳感器標定儀使用方法，在測定出彈性體垂直接近量與水平接近量的比值c后，標定過程中不再需要高精度微位移傳感器即可實現待標定微位移傳感器的標定，提高了標定效率，降低了標定成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明位移傳感器標定儀的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明位移傳感器標定儀中的彈性體結構示意圖。
[0023]圖1中，1.彈性體，2.螺桿，3.待標定微位移傳感器，4.端蓋，5.位移傳感器，6.套筒，7.螺釘，8.內端面，9.外端面，10.臺階孔。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作詳細說明。
[0025]位移傳感器標定儀，參見圖1，包括彈性體I和螺桿2，彈性體I呈扁平孔狀，包括上、下兩個薄壁，彈性體I的一端設有臺階孔10及端蓋4，螺桿2貫穿上、下兩個薄壁，螺桿2下端與待標定微位移傳感器3接觸，待標定微位移傳感器3固定在套筒6內，套筒6與螺桿2下部相連。螺桿2和套筒6通過螺紋聯接，待標定微位移傳感器3通過螺釘7固定在套筒6內。
[0026]螺桿2轉動，彈性體I的上、下薄壁發生變形，相互接近，螺桿2下端的伸出量等于上、下薄壁的接近量S V。上、下薄壁的接近引起圖2中彈性體I右側內端面8和外端面9相互靠近。內端面8和外端面9的相互靠近量Sh比δ V小很多，但與δ V成正比，δν與δ h的比值c與彈性體I的幾何尺寸以及材料有關，如薄壁的厚度以及前后貫通彈性體的孔徑等。在標定位移傳感器時，將待標定的微位移傳感器裝入彈性體I右側的臺階孔10中，通過端蓋4軸向固定。由于端蓋4的臺階平面與彈性體的外端面9接觸，外端面9與內端面8間距的變化可以通過端蓋傳遞給待標定的微位移傳感器3，傳感器3以電壓V的形式將兩端面間距的變化輸出。用位移傳感器5測出彈性體I上、下薄壁的接近量δ V后，如果已知比值C，即可算出內端面8和外端面9的水平接近量Sh，Sh與V的比值就是待標定傳感器的靈敏度。
[0027]實施例，位移傳感器標定儀，如圖1所示，包括彈性體1，彈性體I外形為扁平孔狀，上、下薄壁中間有凸臺，上下凸臺中間垂直設有同軸的孔貫通上、下薄壁，螺桿2貫穿兩個同軸的孔。螺桿2下部與套筒6通過螺紋聯接，下薄壁的凸臺下端面設有凹槽，套筒外圓的上端部為圓臺狀，有兩個平行的平面，兩個平行的平面與該凹槽配合。臺階孔10處的彈性體上還設有與臺階孔10垂直的水平孔貫穿彈性體，以便于安裝和取出待標定的微位移傳感器3。
[0028]上述位移傳感器標定儀的使用方法，具體包括以下步驟:
[0029]第一步，先將高精度微位移傳感器放置在彈性體I的一端的臺階孔10內，用端蓋4固定；然后轉動螺桿2，拉近彈性體I的上下兩個薄壁，彈性體I內部出現彈性應力和變形，彈性體I的兩個薄壁之間的垂直接近量通過螺桿2下端的伸出量由位移傳感器5測得；圖2中彈性體I的內端面8和外端面9的接近量通過高精度微位移傳感器測得；螺桿2轉動到不同的位置，擬合出垂直接近量與水平接近量的比值c=1720.842 ；
[0030]第二步，將高精度微位移傳感器從臺階孔10中取出，如圖1和圖2所示，將待標定的待標定的微位移傳感器3裝入彈性體I的右側臺階孔10，待標定的微位移傳感器3左邊緊貼臺階孔10的臺階平面，右邊與端蓋4接觸，端蓋4法蘭左側平面與彈性體I的右側端面接觸，這樣圖2中彈性體I的內端面8和外端面9的距離變化使得微位移傳感器的輸出電壓發生變化。轉動螺桿2，通過位移傳感器5測出彈性體I上、下薄壁的接近量，通過比值c=1720.842，求得內端面8、外端面9的水平接近量，這個水平接近量由待標定微位移傳感器3以電壓變化的形式輸出，計算出的水平接近量與輸出電壓的變化值的比值，就是待標定微位移傳感器3的靈敏度。這樣就完成了待標定微位移傳感器3的標定。
[0031]與傳統的位移傳感器標定過程不同，本發明的標定過程無需更高精度的位移傳感器。與現有技術相比，本位移標定儀具有以下優點:
[0032]本發明位移傳感器標定儀，彈性體I的幾何尺寸和材料確定后,通過普通的位移傳感器可以確定彈性體I中上、下薄壁的接近量，通過高精度的微位移傳感器確定兩個端面的接近量，由于二者的比值c是固定的并且遠大于I，故在標定微位移傳感器時可以通過測量彈性體I中上、下薄壁之間的接近量來計算內、外端面之間的接近量，從而實現了用普通的位移傳感器來標定微位移傳感器，降低了標定成本，提高了標定效率。
【權利要求】
1.位移傳感器標定儀，其特征在于，包括彈性體(I)和螺桿(2)，所述彈性體(I)包括上、下兩個薄壁，彈性體(I)的一端設有臺階孔(10)及端蓋(4)，所述螺桿(2)貫穿上、下兩個薄壁，螺桿(2 )下端與位移傳感器(5 )接觸。
2.如權利要求1所述的位移傳感器標定儀，其特征在于，所述位移傳感器(5)固定在套筒(6)內，所述套筒(6)與螺桿(2)下部相連。
3.如權利要求2所述的位移傳感器標定儀，其特征在于，所述螺桿(2)和套筒(6)通過螺紋聯接，所述位移傳感器(5 )通過螺釘固定在套筒(6 )內。
4.如權利要求1-3任一項所述的位移傳感器標定儀，其特征在于，所述上下兩個薄壁中部均為凸臺，兩個凸臺中間設有同軸的孔，所述螺桿(2)穿過這兩個同軸的孔。
5.如權利要求4所述的位移傳感器標定儀，其特征在于，所述下薄壁的凸臺下端面設有凹槽，所述套筒(6)外圓的上端部為圓臺狀，有兩個平行的平面，所述兩個平行的平面與該凹槽配合。
6.如權利要求1-3任一項所述的位移傳感器標定儀，其特征在于，所述臺階孔(10)處的彈性體(I)上還設有與臺階孔(10)垂直的水平孔貫穿彈性體(I)。
7.如權利要求1-6任一項所述的位移傳感器標定儀的使用方法，其特征在于，先測定彈性體(I)的垂直接近量與水平接近量的比值C，再對待標定微位移傳感器(3)進行標定。
8.如權利要求7所述的位移傳感器標定儀的使用方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 第一步，先將高精度微位移傳感器放置在彈性體(I)的一端的臺階孔(10)內，用端蓋(4)固定；然后轉動螺桿(2)，拉近彈性體(I)的上下兩個薄壁，彈性體(I)內部出現彈性應力和變形，彈性體(I)的兩個薄壁之間的垂直接近量通過螺桿(2)下端的伸出量由位移傳感器(5)測得；兩個端面即內端面(8)和外端面(9)的接近量通過高精度微位移傳感器測得；螺桿(2)轉動到不同的位置，擬合出垂直接近量與水平接近量的比值c ； 第二步，將高精度微位移傳感器從臺階孔中取出，將待標定的微位移傳感器(3)放置在臺階孔(10)中，用端蓋(4)固定；轉動螺桿(2)到不同的位置，位移傳感器(5)測出螺桿(2)的伸出量，即彈性體(I)兩個薄壁之間的垂直接近量，然后通過比值c即可算出內端面(8)和外端面(9)的水平接近量，這個水平接近量與待標定微位移傳感器(3)輸出電壓的變化值的比值，就是待標定的位移傳感器的靈敏度。
【文檔編號】G01B21/02GK103968795SQ201410093481
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】王世軍, 楊超 申請人:西安理工大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
