專利名稱：位移測量系統(tǒng)和方法
位移測量系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種位移測量系統(tǒng)和方法，更具體地涉及實現(xiàn)絕對位移的測量系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有機械加工行業(yè)，尤其是機床上，在一些高溫，高壓，油污等較惡劣的環(huán)境下，通常會使用一種利用電感原理的測量系統(tǒng)和方法。該種測量系統(tǒng)包括讀數(shù)頭和裝有鋼球的不銹鋼尺身，讀數(shù)頭內(nèi)包括有感應(yīng)線圈和測量電路，當(dāng)在鋼球上移動時，其感應(yīng)的電壓呈周期性的正弦波變化。經(jīng)過了多少個周期，就可以得到其相對距離。但所述測量系統(tǒng)和方法的缺點是上電時，讀數(shù)頭無法定位該讀數(shù)頭處于第幾個球的位置，因而在測量時需要人工找到一個參考點，利用該參考點獲取相對位置的信號，且每次開啟機器需重新設(shè)定。該測量裝置需記錄周期的數(shù)目及確定所在周期。每次開啟測量裝置時需要重新設(shè)置參考點，不僅浪費時間，降低工作效率，而且有損測量精度，造成測量誤差。因此希望提供一種測量系統(tǒng)和方法，能夠具有絕對定位技術(shù)，無需額外設(shè)定參考點，節(jié)約時間，提高工作效率和測量精度。本發(fā)明的其他期望特征和特性將在結(jié)合附圖以及前面的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)的情況下，從后面的詳細描述以及所附權(quán)利要求中變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種測量系統(tǒng)和方法，其利用磁致伸縮效應(yīng)主動獲取測量參考點，進而測量待測物的絕對距離，簡化測量工作，節(jié)約時間，提高測量精度。根據(jù)本發(fā)明，提供一種位移測量系統(tǒng)，包括:電源輸入單元，連接各單元，用于向各單元供電；數(shù)據(jù)采集單元，設(shè)有單片機，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，RS觸發(fā)機，功率放大器，波導(dǎo)絲，感應(yīng)線圈，放大整形器，高頻信號發(fā)生器和外接計數(shù)器；所述數(shù)據(jù)采集單元采集讀數(shù)頭單元中磁鐵位移信號并通過數(shù)據(jù)連接端輸出計算結(jié)果至讀數(shù)頭單元控制單元；所述讀數(shù)頭單元，包括磁鐵，開關(guān)濾波器，功率放大器，線圈組件和模擬檢測電路及比較器，控制單元；所述讀數(shù)頭單元接收數(shù)據(jù)采集單元提供的磁鐵位移信號，確認正弦波信號單元的初始位置；所述讀數(shù)頭單元隨待測物移動，線圈組件感應(yīng)正弦波位置，控制單元獲取位移值，經(jīng)數(shù)據(jù)采集單元輸出至輸出單元；所述正弦波信號發(fā)生單元為多個大小等同并列點接觸布置并限制彼此相對運動的規(guī)則形狀構(gòu)件，所述構(gòu)件為可磁化材料制作；輸出單元與數(shù)據(jù)采集單元連接，用以讀取待測物體的位移值。優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集單元中波導(dǎo)絲穿過正弦波信號發(fā)生單元的軸心。正弦波信號發(fā)生單元為磁性鋼球。讀數(shù)頭單元沿正弦波信號發(fā)生單元軸向移動。
本發(fā)明還提供一種位移測量方法，包括以下步驟:
步驟A，待測物與讀數(shù)頭單元固定；
步驟B，數(shù)據(jù)采集單元采集波導(dǎo)絲感應(yīng)的磁鐵位置信號，確定讀數(shù)頭磁鐵所在正弦波信號單元的位置，發(fā)送至讀數(shù)頭單元；
步驟C，讀數(shù)頭單元以此信號為基點，與正弦波單元做相對運動；移。本發(fā)明提供的測量系統(tǒng)和方法，由讀數(shù)頭單元內(nèi)磁鐵與連接數(shù)據(jù)采集單元的波導(dǎo)絲感應(yīng)獲取正弦波單元位置的信號，能在任何時候確認其所在正弦波單元的位置以確認參考點，由數(shù)據(jù)采集裝置傳送給讀數(shù)頭線圈感應(yīng)正弦波單元的位置而測量待測物的位移。因而能省卻尋找參考點的步驟，實現(xiàn)絕對定位的功能，進而節(jié)省工作時間，提高工作效率和測量精度。


下文中將結(jié)合下面的附圖來描述本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其
中:
圖1本發(fā)明實施例的功能2本發(fā)明方法的步驟
具體實施方式為了使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以理解本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。結(jié)合本發(fā)明的內(nèi)容提供一下實施例:如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種移測量系統(tǒng)，包括:電源輸入單元101，連接各單元，用于向數(shù)據(jù)采集單元102供電，通過復(fù)位單元122向讀數(shù)頭103供電.
數(shù)據(jù)采集單元102，設(shè)有單片機116，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器115，RS觸發(fā)機119，功率放大器114，波導(dǎo)絲113，感應(yīng)線圈117，放大整形器118，高頻信號發(fā)生器121和外接計數(shù)器120 ；所述數(shù)據(jù)采集單元102采集讀數(shù)頭單元103中磁鐵105位移信號并通過數(shù)據(jù)連接端輸出計算結(jié)果至讀數(shù)頭單元控制單元112。所述讀數(shù)頭單元103，包括磁鐵105，開關(guān)濾波器110，功率放大器111，線圈組件106和模擬檢測電路及比較器109，控制單元112 ;所述讀數(shù)頭單元103接收數(shù)據(jù)采集單元102提供的磁鐵105位移信號，確認所對應(yīng)正弦波信號單元108的位置；所述讀數(shù)頭單元103隨待測物移動，沿正弦波信號單元108軸向運動，線圈組件106感應(yīng)正弦波位置，控制單元112獲取位移值，經(jīng)數(shù)據(jù)采集單元102輸出至輸出單元104。所述正弦波信號發(fā)生單元108為多個大小等同并列點接觸布置并限制彼此相對運動的規(guī)則形狀構(gòu)件，所述構(gòu)件為可磁化材料制作。輸出單元104與數(shù)據(jù)采集單元102連接，用以讀取待測物體的位移值。
優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集單元102中波導(dǎo)絲穿過正弦波信號發(fā)生單元108的軸心。正弦波信號發(fā)生單元108為多個磁性鋼球。
讀數(shù)頭單元103沿正弦波信號發(fā)生單元108移動。本發(fā)明還提供一種位移測量方法，包括 步驟A，待測物與讀數(shù)頭單元103固定；
步驟B，數(shù)據(jù)采集單元102采集波導(dǎo)絲113感應(yīng)的磁鐵位置信號，確定讀數(shù)頭103所在正弦波信號單元108的位置，發(fā)送至讀數(shù)頭單元103 ；
步驟C，讀數(shù)頭單元103以此信號為基點，與正弦波單元108做相對運動；
步驟D，讀數(shù)頭單元103線圈組件106獲取正弦波單元108的位置，確定待測物的位移。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式而已，并不用以限制本發(fā)明的保護范圍。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，根據(jù)上述說明所作的任何修改，等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種位移測量系統(tǒng)，其特征在于，包括: 電源輸入單元，連接各單元，用于向各單元供電； 數(shù)據(jù)采集單元，設(shè)有單片機，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，RS觸發(fā)機，功率放大器，波導(dǎo)絲，感應(yīng)線圈，放大整形器，高頻信號發(fā)生器和外接計數(shù)器；所述數(shù)據(jù)采集單元采集讀數(shù)頭單元中磁鐵位移信號并通過數(shù)據(jù)連接端輸出計算結(jié)果至讀數(shù)頭單元控制單元； 所述讀數(shù)頭單元，包括磁鐵，開關(guān)濾波器，功率放大器，線圈組件和模擬檢測電路及比較器，控制單元；所述讀數(shù)頭單元接收數(shù)據(jù)采集單元提供的磁鐵位移信號，確認所對應(yīng)正弦波信號單元的位置；所述讀數(shù)頭單元隨待測物移動，線圈組件感應(yīng)正弦波位置，控制單元獲取位移值，經(jīng)數(shù)據(jù)采集單元輸出至輸出單元； 所述正弦波信號發(fā)生單元為多個大小等同并列點接觸布置并限制彼此相對運動的規(guī)則形狀構(gòu)件，所述構(gòu)件為可磁化材料制作； 輸出單元與數(shù)據(jù)采集單元連接，用以讀取待測物體的位移值。
2.如權(quán)利要求1所述的位移測量系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)采集單元中波導(dǎo)絲穿過正弦波信號發(fā)生單元的軸心。
3.如權(quán)利要求1所述的位移測量系統(tǒng)，其特征在于正弦波信號發(fā)生單元為多個磁性鋼球。
4.如權(quán)利要求1所述的位移測量系統(tǒng)，其特征在于讀數(shù)頭單元沿正弦波信號發(fā)生單元軸向運動。
5.一種位移測量方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟A，待測物與讀數(shù)頭單元固定； 步驟B，數(shù)據(jù)采集單元采集波導(dǎo)絲感應(yīng)的磁鐵位置信號，確定讀數(shù)頭磁鐵所在正弦波信號單元的位置，發(fā)送至讀數(shù)頭單元； 步驟C，讀數(shù)頭單元以此信號為參考點，與正弦波單元做相對運動； 步驟D，讀數(shù)頭單元線圈組件獲取正弦波單元的位置，確定待測物的位移。
6.如權(quán)利要求5所述的位移測量方法，其特征在于數(shù)據(jù)采集單元中波導(dǎo)絲穿過正弦波信號發(fā)生單元的軸心。
7.如權(quán)利要求5所述的位移測量方法，其特征在于正弦波信號發(fā)生單元為多個磁性鋼球。
8.如權(quán)利要求5所述的位移測量方法，其特征在于讀數(shù)頭沿正弦波信號發(fā)生單元軸向運動。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種位移測量系統(tǒng)和方法，至少包括電源輸入單元，向各單元供電；數(shù)據(jù)采集單元，獲取讀數(shù)頭單元的初始位置；正弦波信號發(fā)生器，讀數(shù)頭與待測物沿其運動時提供正弦波信號；讀數(shù)頭單元，讀取待測物的絕對位移；輸出單元，輸出位移值。本發(fā)明可解決目前位移測量時需首先尋找參考點導(dǎo)致的工作效率低下，操作復(fù)雜，測量精度低等問題，達到提高工作效率，簡化操作步驟，提高測量精度的目的。
文檔編號G01B7/02GK103162609SQ20111040750
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者張偉, 張磊, 龔向東, 馬燕輝, 陳琪 申請人:上海球柵測量系統(tǒng)有限公司