微量位移測量裝置的製作方法
2024-02-18 01:13:15 2
專利名稱：微量位移測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種長度測量裝置，具體地講是一種微量位移測量裝置。
在生產實踐中，長度的是十分重要的一種測量指標，而且有些物理量的測量也是通過長度的轉換而獲得。目前，一種常用的長度測量是利用位移來實現的，其工作原理是，利用兩個可產生相對位移的傳感器，將該位移的長度物理量轉換成電信號。該電信號經過不同的計算處理後，即可獲得所需的測量值。例如，用於測量橡膠、塑料等物質硬度的邵爾硬度計就是上述傳感器的一種較為典型的應用。
邵爾硬度是檢測橡膠類產品性能的較為重要指標。其測量硬度的工作原理是，將連接於傳感器動柵的壓針在試驗力的作用下壓入試樣的表面，當連接於傳感器定柵的壓足表面與試樣表在緊密貼合時，壓針相對對壓足平面的一定的伸出長度，長度越大表示邵爾硬度越低，反之越高，該位移量通過計算處理後得出邵爾硬度。
現有的位移測量裝置中，包括有一動柵和一個定柵組成的傳感器。一個可移動的呈杆狀的探測頭固定連接於動柵，構成一個探測部件，通過探測頭的移動帶動動柵作相對於定柵的移動。為測量的更為準確，動柵的運動應儘可能地平行於定柵，所以要求杆狀的探測頭與動柵滑塊之間的連接也應儘可能地同軸，由於探測頭與動柵間是一種剛性的連接結構，所以對零部件的加工以及安裝精度均要求較高，因此大大地增加了加工以及安裝的難度。
在探測部件中，杆狀的探測頭是由一套筒狀本體支撐，該套筒內設有測力彈性元件，該測力彈性元件一般由一個壓縮彈簧來實現的。在試驗力的作用下，探測頭壓縮彈簧而產生位移，而推動動柵相對於定柵而產生一定的相對位移量。由這樣的工作原理可以得知，探測頭的移動靈敏度受彈性測力元件的影響較大，首先，必須在試驗力至少大於彈簧的彈力情況下才會產生位移，而不會在開始施加外力時即會產生位移，所以其探測頭的靈敏度較低；另外，彈性元件的長徑比較大，因此彈簧的穩定性較差，當探測頭受外力作用而壓縮該彈簧時，彈簧會產生一定的振動，使得彈簧在運動過程中，於套管內壁產生一定的摩擦而增大其運動阻力，也會影響探測頭的移動靈敏度。
本實用新型的目在於提供一種微量位移傳感器，在降低加工精度的情況下保證探測頭與動柵間的連接精度，從而提高動柵相對於定柵間的運動的平行度，以此提高位移的測量精度；另外，對探測頭的彈性測力結構進行改進，以提高探測頭的運動靈敏度。
本實用新型的目的是這樣實現的一種微量位測量裝置，至少包括有一個定柵和一個動柵構成的傳感器，定柵固定於一本體上，動柵相對於定柵固定地本體內的可移動的滑塊上；動柵的一端連接有探測頭，該探測頭由套管動配合支撐，套管內設有彈性測力元件，其特徵在於，所述的探測頭與動柵間柔性貼觸式連接；所述的彈性測力元件至少包括由兩個彈性元件組成。
本實用新型的目的還可由下措施實現的，所述的探測頭與動柵之間的柔性貼觸式連接是一種磁連接，即在探測頭與動柵之間的柔性磁連接是在探測頭或者固定於動柵的滑塊間至少有一個帶有磁鐵，兩者間由該磁鐵吸附接觸式連接，而可產生同步運動。彈性測力元件可為壓縮彈簧，該壓縮彈簧可套設於杆狀探測頭上，在杆狀探測頭上至少設有一個軸向間隔，所述的彈性元件可套設於該間隔區隔形成多彈簧的測力結構。所述套管內可設有與套管內壁螺合的螺母壓設於彈性元件的頂端，滑塊的另一端可設有調位裝置。本體與套管間可由連接裝置固定連接。所述的傳感器，可採用光柵、磁柵、容柵。
同現有技術相比，本實用新型效果是顯著的，其一，由於本實用新型中，探測頭與動柵的滑塊間利用磁性元件形成一種柔性連接結構，因此，兩者間的同軸度可隨相對的移動而自動進行調整，因此動柵的運動基本上不會受到探測頭的運動軌跡的影響，而保證其相對於定柵的相對運動的平行度，從而提高位移的測量精度；其二，本實用新型中，探測頭的測力彈性元件至少由兩個彈性元件組成，即在初始狀態下，探測頭是由兩相向的彈性力而保持平衡狀態，在很小的外力的作用下，即可破壞該平衡狀態而立即產生位移，因此，探測頭的位移靈敏度被大大地提高了。另外，由於在本實用新型中，彈性元件被區隔成兩段，每段彈簧的長徑比減小了，所以每一彈性元件的穩定性增強了，當其被壓縮而產生運動時不會因彈簧的振動產生附加的阻力，也會增加探測頭的運動靈敏度。
附圖圖面說明；
圖1為本實用新型的結構示意圖。
下面將結合實施例及其附圖詳細說明本實用新型如下；請參圖1所示，本實用新型至少包括有一個定柵1和一個動柵2，該定柵1固定於一本體3上。動柵2相對於定柵1固定地本體1內的可移動的滑塊4上；由滑塊4帶動動柵2作與定柵1相對的直線移動。
動柵2的一端連接有探測頭5，該探測頭5呈一桿狀體，並由套管6動配合支撐，套管6內設有彈性測力元件，上述結構構成本實用新型的探測組件。而本實用新型的主要特徵是，探測頭5與動柵2之間採用的是一種柔性貼觸式連接，即兩者間不採用剛性連接結構，並利用該種柔性貼觸式的連接實現兩者間的同步運動；在本實施例中，所述柔性貼觸式連接通過磁連接結構來實現的。如圖1所示，在探測頭5或動柵2兩者的結合處至少有一個設有磁鐵，最佳為永磁鐵，將兩者吸合以形成貼觸式的連接。在本實施例中，與動柵2固定連接的滑塊4與探測頭5的接合處固設有一磁鐵7，探測頭5的端頭通過該磁鐵7吸合於滑塊4而連接在一起。在測試時，探測頭5在試驗力的作用下推頂滑塊4；而當試驗力取消後，利用探測頭5恢復至原位，而滑塊4則由磁鐵7的吸合作用而隨探測頭5恢復原位，實現兩者間的同步運動。由於探測頭5與滑塊4間不是採用剛性連接結構，在裝配時無需進行同軸度的調整，但探測頭5推動滑塊4運動時產生不同軸的情況時，其端面可在磁鐵7的端面自行移動而形成自動調整功能，因此動柵2的運動基本上不會受到探測頭5的運動軌跡的影響，可確保其相對於定柵1的相對運動的平行度，從而提高位移的測量精度；
本實用新型中，杆狀探測頭5是由一套管6動配合支撐。本體3與套管6間可由連接裝置固定連接，本實施例中，在本體3與套管6間設有一連接套8，該連接套8的兩端分別與本體3和套管6螺接。
在本實用新型中，套管6內所設有一彈性測力元件是由壓縮彈簧構成。該壓縮彈簧套設於杆狀探測頭5上。本實用新型的另一特徵是彈性測力元件至少由兩彈性元件組成。如圖1所示，杆狀探測頭5上至少固定設有一個軸向間隔51，於該間隔51兩邊分別套設有兩個壓縮彈簧91和92。該兩壓縮彈簧91和92的壓縮量由螺合於套管6內壁的調整螺母11進行調整，兩個呈壓縮狀態的彈簧91和92對固定於杆狀探測頭5上的間隔51產生兩相向彈性力，由該兩相向的彈性力使得探測頭5保持於一個平衡狀態。
另外本實用新型中，滑塊4的另一端可設有調位裝置10，由該調位裝置10調整探測頭5伸出端的合理的伸出長度。
本實用新型的工作原理是，當進行長度測量時，對探測頭5的伸出端施加一外力而使其產生回縮的移動，並同時推動滑塊4同步運動，再通過動柵2與定柵1間的相對位移測量出所需長度。由於本實用新型中滑塊4與探測頭5間採用的是一種柔性貼觸式連接，所以兩者間的同軸度可隨相對的移動而自動進行調整，從而保證了動柵2相對於定柵1的相對運動的平行度，從而提高位移的測量精度；另外，本實用新型探測頭5在初始狀態下是由兩相向的彈性力而保持平衡狀態，而當探測頭5的運動，是由外力和與該外力同方向的彈性力的共同作用而產生的，因此在很小的外力的作用下，即可破壞該平衡狀態而使得探測頭5立即產生位移，因此，探測頭的位移靈敏度大大地提高了。另外，由於在本實用新型中，彈性元件被區隔成兩段，每段彈簧的長徑比減小了，所以每一彈性元件的穩定性增強了，當其被壓縮運動時不會因彈簧的振動而產生附加的阻力，也會增加探測頭的運動靈敏度。
本實用新型可應用於各種長度測量裝置，以及其它測量裝置中，如邵爾硬度計等。因此，本實用新型的可依使用場合採用如光柵、磁柵、容柵等常規的傳感器。當本實用新型作為邵爾硬度計時，採用容柵效果更佳。
權利要求1.一種微量位移測量裝置，至少包括有一個定柵和一個動柵構成的傳感器，定柵固定於一本體上，動柵相對於定柵固定地本體內的可移動的滑塊上；動柵的一端連接有探測頭，該探測頭由套管動配合支撐，套管內設有彈性測力元件，其特徵在於，所述的探測頭與動柵間柔性貼觸式連接；所述的彈性測力元件至少包括由兩個彈性元件組成。
2.根據權利要求1所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述的探測頭與動柵之間的柔性貼觸式連接是一種磁連接。
3.根據權利要求2所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述的探測頭與動柵之間的柔性磁連接是在探測頭或者固定於動柵的滑塊間至少有一個帶有磁鐵，兩者間由該磁鐵吸附接觸式連接，而可產生同步運動。
4.根據權利要求1所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述的彈性測力元件可為壓縮彈簧，該壓縮彈簧可套設於杆狀探測頭上。
5.根據權利要求1或4所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述杆狀探測頭上至少設有一個軸向間隔，所述的彈性元件可套設於該間隔區隔形成多彈簧的測力結構。
6.根據權利要求1所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述套管內可設有與套管內壁螺合的螺母壓設於彈性元件的頂端。
7.根據權利要求1所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述的滑塊的另一端可設有調位裝置。
8.根據權利要求1所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述的本體與套管間可由連接裝置固定連接。
9.根據權利要求1所述的一種微量位移測量裝置，其特徵在於所述的傳感器，可採用光柵、磁柵、容柵。
專利摘要一種微量位移測量裝置,至少包括有一個定柵和一個動柵構成的傳感器,定柵固定於一本體上,動柵相對於定柵固定地本體內的可移動的滑塊上;動柵的一端連接有探測頭,該探測頭由套管動配合支撐,套管內設有彈性測力元件,其特徵在於,所述的探測頭與動柵間柔性貼觸式連接;所述的彈性測力元件至少包括由兩個彈性元件組成。本實用新型位移的測量精度高,探測頭的運動靈敏度高。
文檔編號G01B11/04GK2411464SQ0023140
公開日2000年12月20日 申請日期2000年4月4日 優先權日2000年4月4日
發明者高青, 陳德銘, 郝建國 申請人:時代集團公司