本實用新型涉及一種用于標定位移傳感器的裝載裝置,屬于傳感器的標定領(lǐng)域。
背景技術(shù):
傳感器標定就是利用精度高一級的標準器具對傳感器進行定度的過程,從而確立傳感器輸出量和輸人量之間的對應(yīng)關(guān)系。同時也確定不同使用條件下的誤差關(guān)系。標定的基本方法是,利用標準儀器產(chǎn)生已知的非電量作為輸入量,輸入到待標定的傳感器中,然后將傳感器的輸出量和輸入的標準量相比較,獲得一系列標準數(shù)據(jù)或曲線。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定傳感器的各項性能指標,實際上也是確定傳感器的測量精度。
位移傳感器在使用的過程中,隨著時間的延長和電子元件的老化靈敏度系數(shù)會發(fā)生變化,如果不及時標定更改,將會導(dǎo)致測量的數(shù)據(jù)偏差較大,影響測量結(jié)果。
現(xiàn)有的位移傳感器標定裝置,功能單一,操作復(fù)雜,無法滿足不同類型及量程的位移傳感器的標定要求。目前位移傳感器的標定方法大多采用手動方式進行靜態(tài)標定,將位移傳感器固定在標定裝置上,手動使傳感器做直線運動,并用萬用表測量傳感器輸出的信號值,同時記錄軸向移動的位移值,兩者一一對應(yīng)得到標定曲線,該方法標定測量點少,誤差大,功能單一。
因此,為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計出成本低,精度相對又高的多類型位移傳感器標定系統(tǒng),正是設(shè)計人人所要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型首先要解決的技術(shù)問題是,提供一種適用于多種類型及量程的位移傳感器標定的簡便高效的裝載裝置,利用該裝載裝置可以根據(jù)不同位移傳感器的工作環(huán)境需要,在指定的環(huán)境下對位移傳感器進行標定,驗證其靈敏度,線性度,遲滯性等參數(shù)。
為解決以上技術(shù)問題,本實用新型公開了一種位移傳感器標定用裝載裝置,該裝載裝置包括基板,基本上依次平行設(shè)置有滾珠絲杠、光柵尺和直線導(dǎo)軌,在直線導(dǎo)軌、光柵尺和滾珠絲杠上方設(shè)置有活動板,該活動板由滾珠絲杠帶動并沿直線導(dǎo)軌移動;
在基板上或活動板上設(shè)置有分別用于固定拉線傳感器、角度位移傳感器和彈簧自動伸縮位移傳感器并使之跟隨活動板移動產(chǎn)生拉線位移、角度位移和彈簧自動伸縮位移的固定部件。
進一步地,
所述用于固定拉線傳感器的固定部件包括設(shè)置在活動板上用于固定拉線傳感器的拉線位移傳感器固定板以及固定在基板上用于卡固拉線傳感器的拉線的拉線傳感器固定塊;
所述用于固定角度位移傳感器的固定部件包括設(shè)置在基板上用于固定角度位移傳感器的角度位移傳感器固定環(huán)以及設(shè)置在活動板上與角度位移傳感器的擺臂緊密接觸的角度位移傳感器固定板,在角度位移傳感器固定環(huán)和角度位移傳感器固定板之間設(shè)置有集線器;
所述用于固定彈簧自動伸縮位移傳感器的固定部件包括設(shè)置在活動板上用于固定彈簧自動伸縮位移傳感器的彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊。
進一步地,所述彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊有兩個,固定于活動板的前后部,且位于沿活動板移動方向的同一直線上。
進一步地,所述拉線傳感器固定塊、角度位移傳感器固定環(huán)和拉線位移傳感器固定板依次位于活動板的移動方向上,
所述彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊位于拉線位移傳感器固定板的一側(cè),角度位移傳感器固定板位于拉線位移傳感器固定板的另一側(cè)。
本實用新型所公開的位移傳感器標定用裝載裝置可用于三種位移傳感器的標定,通過PC端的指定位移值控制伺服驅(qū)動,控制電機驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn),帶動轉(zhuǎn)載裝置的活動板發(fā)生一確定的位移,從而使固定在活動板上的彈簧自動伸縮位移傳感器、拉線位移傳感器本體和角度位移傳感器擺臂產(chǎn)生該確定的位移,測量儀器接收各傳感器的電壓信號以及光柵尺的位移信號,并傳遞到PC端;重復(fù)以上過程使PC端得到一組由不同位移產(chǎn)生的不同電壓信號后生成該傳感器的標定報告。
本實用新型所公開的裝載裝置的有益效果有:
1、在各位移傳感器標定過程中,均通過螺釘固定在裝載裝置上,確保其在實際標定過程中測得的位移與活動板產(chǎn)生的位移相同,并且不會松動導(dǎo)致標定結(jié)果的偏差。
2、本實用新型的裝載裝置以及利用該裝載裝置設(shè)置的標定系統(tǒng)適用于多種類型及多量程的位移傳感器的標定,自動標定及生成報告,具體可支持拉線位移傳感器、角度位移傳感器及彈簧自動伸縮位移傳感器3種不同位移傳感器的同時標定,人機界面,高精度位移標定。
3、在裝載裝置上帶有高精度光柵尺,能直接顯示出活動板移動的位移,并將該位移值傳輸給測量器,也可以根據(jù)傳感器的要求在任意位置歸零操作。
本實用新型的裝載裝置中三種位移傳感器固定部件的位置設(shè)置緊湊合理,并共同固定在一個基板上,防止因其他原因產(chǎn)生位移,影響標定。利用本實用新型的裝載裝置,能夠快速高效的完成多種規(guī)格及量程的位移傳感器的標定,傳感器的拆裝方便操作簡單,數(shù)據(jù)處理迅速直觀。尤其適用于汽車碰撞試驗位移傳感器的標定。
附圖說明
圖1為本實用新型位移傳感器標定用裝載裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實用新型位移傳感器標定用裝載裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為角度位移傳感器固定板結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為拉線位移傳感器固定塊的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為集線器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為3種位移傳感器固定部件之間的位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為另一個角度看的3種位移傳感器固定部件之間的位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為利用本實用新型裝載裝置進行標定時的流程示意圖。
圖中附圖標記,1-拉線傳感器固定塊,1.1-固定塊安裝板,1.2-拉線固定臺,1.2.1-拉線槽,2-角度位移傳感器固定環(huán),3-角度位移傳感器固定板,3.1-擋板,3.2-固定安裝板,4-拉線傳感器固定板,5-彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊,6-集線器,6.1-集線器固定頭,6.2-線,7-活動板,8-彈簧自動伸縮位移傳感器,9-直線導(dǎo)軌,10-光柵尺,11-滾珠絲杠,12-基板,12.1-安裝座,12.2-安裝臺。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例,更具體地闡述本實用新型的內(nèi)容。本實用新型的實施并不限于下面的實施例,對本實用新型所做的任何形式上的變通或改變都應(yīng)在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
實施例1:
本實用新型的位移傳感器標定用裝載裝置如圖1(其中部分細節(jié)未在圖1中顯示,比如活動板7上的安裝孔等,未顯示部分細節(jié)結(jié)構(gòu)請參照圖2)和2所示,包括一塊基板12,通過基板12將裝載裝置固定在工作桌面上,減少標定過程中由位置偏移產(chǎn)生的偶然誤差。為方便描述,本實用新型以圖2顯示的左側(cè)方向為后方,右側(cè)方向為前方(前后方向即活動板7的移動方向);另外兩側(cè)為左右,且以圖3所示的紙面下方為左,紙面上方為右。
在該基本12的上表面從左到右依次平行設(shè)置有滾珠絲杠11、光柵尺10和直線導(dǎo)軌9,三者應(yīng)高度平行,確保標定的精度。該裝載裝置還包括一塊活動板7,該活動板7的左側(cè)下方固定在滾珠絲杠11上,右側(cè)下方固定在直線導(dǎo)軌9上,即當滾珠絲杠11發(fā)生位移時,可帶動活動板7沿直線導(dǎo)軌9發(fā)生移動,光柵尺10上則可顯示移動的距離。
在活動板7靠近左側(cè)的上表面前后各安裝有一個彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊5,彈簧自動伸縮位移傳感器8穿過彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊5被固定在活動板7上。兩個彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊5在一條直線上,且該直線與滾珠絲杠11、光柵尺10和直線導(dǎo)軌9平行,也就是該直線方向即為活動板7的移動方向,也就是彈簧自動伸縮位移傳感器8的位移方向。
在位于活動板7的后方的彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊5的右側(cè)安裝有一拉線位移傳感器固定板4,在該拉線位移傳感器固定板4的后方且位于基板12上安裝有用于卡固拉線傳感器的拉線的拉線傳感器固定塊1;并且拉線位移傳感器固定板4與拉線傳感器固定塊1分別安裝在安裝座12.1和安裝臺12.2上,安裝座12.1設(shè)置在基板12上,安裝臺12.2設(shè)置在活動板7上。
在活動板7上位于拉線位移傳感器固定板4的右側(cè)固定有一個角度位移傳感器固定板3,在基板12上且位于拉線傳感器固定塊1和拉線位移傳感器固定板4之間處設(shè)置有角度位移傳感器固定環(huán)2,由于拉線位移傳感器固定板4與拉線傳感器固定塊1分別安裝在安裝座12.1和安裝臺12.2上,因此拉線位移傳感器固定板4與拉線傳感器固定塊1的位置被拉高,所以拉線位移傳感器的拉線可跨過角度位移傳感器固定環(huán)2及其上的角度位移傳感器,使兩者的標定互不影響。在角度位移傳感器固定環(huán)2和角度位移傳感器固定板3之間設(shè)置有集線器6。
其中,拉線傳感器固定塊1如圖4所示,包括用于與安裝座12.1固定的固定塊安裝板1.1、與固定塊安裝板1.1呈90度角設(shè)置的拉線固定臺1.2,在拉線固定臺1.2上開設(shè)有用于固定拉線位移傳感器拉線的拉線槽1.2.1。角度位移傳感器固定板3如圖3所示,包括用于與活動板7固定安裝的固定安裝板3.2以及與固定安裝板3.2成90度角設(shè)置的擋板3.1。集線器6如圖5所示,包括用于固定在活動板7上的集線器固定頭6.1,集線器固定頭6.1上伸出有線6.2。
利用前述公開的本實用新型的位移傳感器標定用裝載裝置,該裝載裝置可用于角度位移傳感器、拉線位移傳感器和彈簧自動伸縮位移傳感器的標定,標定用部件可包含PC端、伺服驅(qū)動、電機、裝載裝置、位移傳感器、測量儀器。
標定前先備溫度計和濕度計,根據(jù)不同的工作條件確定實驗操作溫度,濕度。因為不同的試驗溫度和濕度對傳感器的工作性能會造成很大的影響,所以傳感器的標定需要與現(xiàn)實工作環(huán)境相對應(yīng)。
具體標定步驟如下:
(1)、打開各儀器的電源,將伺服驅(qū)動與PC端正確連接,以保證其提供各確定值的位移,位移的精確讀數(shù)可從高精度光柵尺上讀出。
(2)、將裝載裝置固定在工作桌面上,防止其在標定時產(chǎn)生振動偏移而帶來誤差。
(3)、根據(jù)不同類型的位移傳感器選擇不同的固定位置,
在標定拉線位移傳感器時,將拉線位移傳感器用螺釘固定在拉線位移傳感器固定板4上,并將拉線卡在拉線位移傳感器固定塊1的拉線槽1.2.1內(nèi)并固定后進行標定;
在標定彈簧自動伸縮位移傳感器8時,將彈簧自動伸縮位移傳感器用兩個彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊5平行固定,內(nèi)部的彈簧伸縮機構(gòu)自動將伸縮頭與拉線位移傳感器固定塊1或安裝座12.1觸碰,然后進行歸零標定;
在標定角度位移傳感器時,將角度位移傳感器固定在角度位移傳感器固定環(huán)2上,將角度位移傳感器的擺臂緊緊接觸角度位移傳感器固定板3(被擋板3.1阻擋而發(fā)生位移),并用集線器6上的線6.2套于擺臂上,使擺臂受拉力從而始終與角度位移傳感器固定板3緊緊接觸,然后進行角度位移傳感器的標定。
(4)、根據(jù)不同位移傳感器的測量范圍,將其分成若干個等距點,根據(jù)測量范圍的分點情況,在PC端上設(shè)定最小的位移值,系統(tǒng)通過PC端相關(guān)軟件控制高精度伺服驅(qū)動,由電機帶動滾珠絲杠11旋轉(zhuǎn)發(fā)生位移,使活動板7實現(xiàn)自動位移至最小位移處,使用高精度光柵尺記錄并顯示位移?;顒影?發(fā)生位移的同時,設(shè)置在活動板7上的彈簧自動伸縮位移傳感器固定塊5、拉線位移傳感器固定板4和角度位移傳感器固定板3隨之發(fā)生相同的移動,從而帶動固定在其上的三種傳感器發(fā)生相同的位移?;顒影?產(chǎn)生的位移即是傳感器所測得的位移。
(5)、觀察位移傳感器的輸出電壓值,等待測量儀器上顯示的輸出電壓值穩(wěn)定后,記錄該輸出量(模擬信號),測量儀器將該電壓信號以及接收的高精度光柵尺的位移數(shù)據(jù)傳輸給PC端。
(6)、將計算機設(shè)定的位移值從小到大依次提升,重復(fù)操作步驟5,得到各個點的原始標定數(shù)據(jù)。
(7)、處理標定數(shù)據(jù),畫出輸入量與輸出量之間的對應(yīng)關(guān)系曲線圖并確定傳感器的各項性能指標。
以上三種位移傳感器可同時固定在相應(yīng)部件上進行同時標定操作。
另外,位移傳感器的標定需要高性能電源供電提供激勵電壓,本實用新型可由測量儀器進行提供。