一種間隙或厚度測量裝置及測量方法
2023-12-10 04:47:26 2
一種間隙或厚度測量裝置及測量方法
【專利摘要】本發明涉及一種間隙或厚度測量裝置，包括固定板、活動機構、活動板和至少一個拉力傳感器；活動機構包括固定端和活動端，固定板固定設置在活動機構的固定端，活動板設置在活動機構的活動端，且活動板在活動機構活動端的作用下，與固定板相平行地做水平或垂直運動；各個拉力傳感器分別設置在固定板中或活動板中；本發明還涉及基於間隙或厚度測量裝置的測量方法，基於流體力學原理，採用拉力傳感器測得相對恆定速度運動下粘性流體產生的局部粘滯力，在此基礎上進行分析計算，實現了針對被測物上被測間隙的測量，方法簡便易於實現，便於控制。
【專利說明】一種間隙或厚度測量裝置及測量方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種間隙或厚度測量裝置及測量方法。
【背景技術】
[0002]目前，常用的狹小間隙測量裝置主要有接觸式與非接觸式測量兩種方式。其中，接觸式即常規的測量儀器(如遊標卡尺)等通過觸頭接觸間隙兩側進行直接測量，這種測量方式的通用性非常強，但測頭接觸測量法除了會受測頭磨損影響外，還會在材料上產生測痕，影響被測間隙表面的質量。非接觸式測量多採用採用光學測量或電磁相位偏差測量的方式進行，如常用的攝影測量，但這兩種方式對於以下幾種情況都難以取得理想的效果，1.較小較深，比較封閉的間隙要測量內部尺寸，光學條件無法保證；2.在間隙中充滿了工作液及介質，影響了測量儀器的布置；3.平板間存在連續快速相對運動。由於這些情況在實際生產工作中發生的，所以採用以上間隙測量方法去測量，其測量範圍、測量精度、以及被測物運動狀態等都受到了很大限制。
【發明內容】
[0003]針對上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單，製造成本低廉，能夠有效用於被測物間隙、厚度測量的間隙或厚度測量裝置。
[0004]與此相應，針對上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種基於上述設計的間隙或厚度測量裝置，能夠便捷實現被測物上被測間隙距離測量的測量方法。
[0005]同樣，針對上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種基於上述設計的間隙或厚度測量裝置，能夠便捷實現被測物厚度距離測量的測量方法。
[0006]本發明為了解決上述技術問題採用以下技術方案:本發明設計了一種間隙或厚度測量裝置，包括固定板、活動機構、活動板和至少一個拉力傳感器；其中，活動機構包括固定端和活動端，固定板固定設置在活動機構的固定端，活動板設置在活動機構的活動端，且活動板在活動機構活動端的作用下，與固定板相平行地做水平或垂直運動；各個拉力傳感器分別設置在固定板中或活動板中，各個拉力傳感器的拉力檢測端指向固定板和活動板之間的相對區域，並與其所在固定板上或活動板上面向固定板和活動板之間相對區域的一面共面。
[0007]作為本發明的一種優選技術方案:所述各個拉力傳感器均為電阻式應變片。
[0008]本發明所述一種間隙或厚度測量裝置採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:結構簡單，製造成本低廉，基於流體力學原理，有效實現被測物間隙、厚度的測量，具有廣泛應用前景。
[0009]與此相應，本發明為了解決上述技術問題採用以下技術方案:本發明設計了一種基於間隙或厚度測量裝置的測量方法，間隙測量包括如下步驟:
[0010]步驟A001.將被測物上被測間隙的其中一面與所述固定板平齊設置在同一平面上，控制所述活動機構活動端工作，使得所述活動板垂直移動至與被測間隙另一面相平齊的同一平面上，且固定板與活動板之間在與固定板表面相垂直的方向上存在重合區域，並且此時所述至少一個拉力傳感器的位置位於重合區域內；
[0011]步驟A002.向固定板和活動板之間的重合區域內填充塑性粘度為η的粘性流體，且粘性流體至少覆蓋一個位於重合區域內的拉力傳感器的拉力檢測端表面；
[0012]步驟Α003.控制所述活動機構活動端工作，使得活動板以相對固定板的恆定速度V做水平移動；
[0013]步驟Α004.針對被粘性流體覆蓋拉力檢測端表面的各個拉力傳感器，通過其中一個拉力傳感器獲得粘滯力F，並根據該拉力傳感器的拉力檢測端表面的面積S，以及如下公式(I):
[0014]
【權利要求】
1.一種間隙或厚度測量裝置，其特徵在於:包括固定板、活動機構、活動板和至少一個拉力傳感器；其中，活動機構包括固定端和活動端，固定板固定設置在活動機構的固定端，活動板設置在活動機構的活動端，且活動板在活動機構活動端的作用下，與固定板相平行地做水平或垂直運動；各個拉力傳感器分別設置在固定板中或活動板中，各個拉力傳感器的拉力檢測端指向固定板和活動板之間的相對區域，並與其所在固定板上或活動板上面向固定板和活動板之間相對區域的一面共面。
2.根據權利要求1所述一種間隙或厚度測量裝置，其特徵在於:所述各個拉力傳感器均為電阻式應變片。
3.一種基於權利要求1或2所述間隙或厚度測量裝置的測量方法，其特徵在於，間隙測量包括如下步驟: 步驟A001.將被測物上被測間隙的其中一面與所述固定板平齊設置在同一平面上，控制所述活動機構活動端工作，使得所述活動板垂直移動至與被測間隙另一面相平齊的同一平面上，且固定板與活動板之間在與固定板表面相垂直的方向上存在重合區域，並且此時所述至少一個拉力傳感器的位置位於重合區域內； 步驟A002.向固定板和活動板之間的重合區域內填充塑性粘度為η的粘性流體，且粘性流體至少覆蓋一個位於重合區域內的拉力傳感器的拉力檢測端表面； 步驟Α003.控制所述活動機構活動端工作，使得活動板以相對固定板的恆定速度V做水平移動； 步驟Α004.針對被粘性流體覆蓋拉力檢測端表面的各個拉力傳感器，通過其中一個拉力傳感器獲得粘滯力F，並根據該拉力傳感器的拉力檢測端表面的面積S，以及如下公式Cl):
4.根據權利要求3所述一種基於間隙或厚度測量裝置的測量方法，其特徵在於:所述步驟A004之後還包括步驟A005如下: 步驟A005.針對被粘性流體覆蓋拉力檢測端表面的各個拉力傳感器，分別執行步驟A004，獲取至少一個固定板與活動板之間重合區域的間隙距離值，取平均值，即被測物上被測間隙的精確距離值。
5.一種基於權利要求1或2所述間隙或厚度測量裝置的測量方法，其特徵在於，厚度測量包括如下步驟: 步驟B001.將被測物設置在所述固定板與所述活動板之間，控制所述活動機構活動端工作，使得活動板垂直移動與固定板共同作用夾緊被測物，且固定板與活動板之間在與固定板表面相垂直的方向上存在未被被測物佔據的重合區域，並且此時所述至少一個拉力傳感器的位置位於重合區域內； 步驟B002.向固定板和活動板之間的重合區域內填充塑性粘度為η的粘性流體，且粘性流體至少覆蓋一個位於重合區域內的拉力傳感器的拉力檢測端表面； 步驟Β003.控制所述活動機構活動端工作，使得活動板以相對固定板的恆定速度V做水平移動；步驟B004.針對被粘性流體覆蓋拉力檢測端表面的各個拉力傳感器，通過其中一個拉力傳感器獲得粘滯力F，並根據該拉力傳感器的拉力檢測端表面的面積S，以及如下公式Cl):
6.根據權利要求5所述一種基於間隙或厚度測量裝置的測量方法，其特徵在於:所述步驟B004之後還包括步驟B005如下: 步驟B005.針對被粘性流體覆蓋拉力檢測端表面的各個拉力傳感器，分別執行步驟B004，獲取至少一個固定板與活動板之間重合區域的間隙距離值，取平均值，即被測物的精確厚度值。
【文檔編號】G01B13/06GK103808283SQ201410065804
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】崔治, 葛友華, 盧倩, 趙世田, 劉道標 申請人:鹽城工學院