電測位移計標定系統的製作方法
2023-11-07 16:09:37 1
電測位移計標定系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種電測位移計標定系統，包括光柵傳感器與精密伺服電機的標定螺杆一端相連並固定於位移器標定平臺上，標定螺杆另一端與待測電測位移計連接，待測電測位移計通過數據線與信號適調器的輸入端相連，嵌入式測控系統的輸入端分別與光柵傳感器的輸出端和信號適調器的輸出端相連，嵌入式測控系統還通過數據線與精密伺服電機相連，嵌入式測控系統通過對比採集到的位移數據，計算標定係數，完成對待測電測位移計的標定。
【專利說明】電測位移計標定系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量【技術領域】，尤其涉及位電測位移計標定系統。
【背景技術】
[0002]位移計在工業生產和科研的過程中的實用非常普遍，隨著使用時間的延長和電子元器件的老化，靈敏度對發生變化，如果不及時對位移計進行標定，會導致測量數據誤差增力口，對工業生產和科研的數據結果產生重大影響。
[0003]目前常用的標定方法主要分為機械測量和電子測量兩種，機械測量一般實用遊標卡尺，百分表等，測量精度相對不高；電子測量一般採用具有較高準確度的位移傳感器如光柵尺進行標定，通過人工讀取光柵尺的數據，計算出待標定位移計的標定係數。但這兩種方式都需要人工完成，工作量大，標定的精度也是難以保證。
實用新型內容
[0004]有鑑於此，本實用新型提供一種電測位移計標定系統，用於解決工作量大，標定精度難以保證的問題。
[0005]本實用新型提供的電測位移計標定系統，至少包括:帶有光柵傳感器的精密伺服電機以及位移計校正裝置，所述精密伺服電機動力輸出端同軸傳動設置有標定軸，待測電測位移計設置於標定軸，所述光柵傳感器設置於精密伺服電機的動力輸出端處，所述電測位移計和光柵傳感器的輸出端均與所述電測位移計校正裝置連接。
[0006]進一步，所述位移計校正裝置至少包括:信號調理電路和處理電路，所述信號調理電路的輸入端與電測位移計連接；所述處理電路的輸入端分別連接於信號調理電路的輸出端和光柵傳感器的輸出端。
[0007]進一步，所述信號調理電路包括:信號放大電路、濾波電路和轉換電路，所述信號放大電路的輸入端與電測位移計相連；所述濾波電路的輸入端與信號放大線路的輸出端連接；所述轉換電路的輸入端與濾波電路的輸出端連接；所述轉換電路的輸出端與處理電路的輸入端連接；
[0008]所述處理電路至少包括:信號採集電路、電機驅動電路、控制電路和外部接口，所述信號採集電路的輸入端分別與轉換電路輸出端和光柵傳感器的輸出端相連接；所述信號採集電路的輸出端與控制電路的輸入端相連；所述控制電路的輸出端與外部接口的輸入端相連；所述電機驅動電路的輸出端與精密伺服電機的輸入端相連接；所述電機驅動電路的輸入端與外部接口相連。
[0009]進一步，所述電測位移計標定系統還包括與通過外部接口連接的外部設備。
[0010]進一步，還包括承載精密伺服電機、光柵傳感器和電測位移計的位移計標定平臺，所述平臺的承載面設置有用於固定標定軸的定位塊，所述標定軸穿過定位塊，所述電測位移計和精密伺服電機位於定位塊的兩側。
[0011]進一步，所述位移計標定平臺底部和側面的四角分別設置有四個地腳螺釘。
[0012]進一步，所述位移計標定平臺側面安裝有兩個水平儀，所述水平儀一個為橫向安裝，另外一個為縱向安裝。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]本實用新型提供一種電測位移計標定系統，通過自動對比採集到的光柵傳感器測量的高精度位移數據和電測位移計測量的位移數據，自動獲取電測位移計標定係數，大大減少了標定過程的工作量，提高了工作效率，同時也保證了標定的精度。同時，位移計測量平臺底部安裝有調平旋鈕以及水準氣泡，便於在不同條件的場合進行電測位移計標定，並保證標定過程的精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述:
[0016]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型的原理示意圖
【具體實施方式】
[0018]圖1是本實用新型的結構示意圖，圖2是本實用新型的原理示意圖。
[0019]如圖1所示由於光柵檢測的解析度和精度非常高，解析度通常可以達到微米級，通過細分電路細分可達到0.1 μ m，甚至更高，因此採用光柵傳感器3來測量直線位移，可以保證系統的測量時的精確性。
[0020]精密伺服電機4在使用性能和應用場合上非常適合應用於電測位移計I的標定，原因是精密伺服電機4具有控制精度高，低頻特性好，過載能力強，響應速度快，運行可靠性高等優點，相比其他電機，如步進電機等，具有非常明顯的優勢，更加適合於進行電測位移計I的標定。
[0021]如圖2所示，位移計校正裝置10中的電機驅動電路控制精密伺服電機4產生位移，數據採集電路分別採集光柵傳感器3的高精度位移信號和經過信號調理電路處理的待測電測位移計I採集的位移信號，經過控制電路進行對比計算處理，獲取標定係數，完成對待測電測位移計I的標定。
[0022]具體地，如圖1所示，精密伺服電機4動力輸出端同軸傳動設置有標定軸，將待測電測位移計I設置於標定軸，光柵傳感器設置於精密伺服電機4的動力輸出端處，電測位移計I和光柵傳感器3的輸出端均與所述位移計校正裝置連接。
[0023]電機驅動電路對精密伺服電機4進行驅動，精密伺服電機4傳動標定軸產生位移，光柵傳感器3通過數據線，將高精度位移數據傳遞到位移計校正裝置10的信號採集電路，同時待測電測位移計I將採集到的信號通過信號放大電路，濾波電路和轉換電路處理後，生成位移電壓信號並通過信號線傳送到位移計校正裝置10中的信號採集電路，信號採集電路將採集到的位移計信號傳送至控制電路，控制電路對採集到的兩組位移數據進行對t匕，並根據光柵傳感器3的高精度位移信號作為基準，計算電測位移計的標定係數，完成對待測電測位移計的標定。
[0024]本實用新型的信號調理電路9至少包括:信號放大電路，轉換電路，濾波電路，可以連接電容式、電阻式和電感式的電測位移計。
[0025]信號放大電路可以提高輸入信號電平以更好地匹配模擬一數字轉換的範圍，從而提高測量精度和靈敏度。此外，使用放置在更接近信號源或轉換器的外部信號調理裝置，可以通過在信號被環境噪聲影響之前提高信號電平來提高測量的信號一噪聲比。濾波電路在一定的頻率範圍內去除不希望的噪聲。幾乎所有的數據採集應用都會受到一定程度的50Hz或60Hz的噪聲(來自於電線或機械設備)。所以信號調理電路包括了為最大程度上抑制50Hz或60Hz噪聲而專門設計的低通濾波電路。
[0026]本實用新型的位移計校正裝置10的處理電路至少由信號採集電路，電機驅動電路，控制電路和外部接口組成。
[0027]信號採集電路用於採集光柵傳感器3測量的高精度位移數據，以及經過信號調試電路處理過的電測位移計測量的位移信號；
[0028]電機驅動電路用於控制精密伺服電機4的工作狀態，使標定軸產生位移；
[0029]控制電路用於對比採集到的光柵傳感器3和電測位移計I的位移數據，並計算電測位移計I的標定係數。控制電路可以採用主流單片機如80C51單片機、ATMEL單片機等均可以實現上述功能，因此不在贅述；
[0030]外部接口 8用於連接外接印表機5和外接微機11等設備。
[0031]標定軸的桿身穿過一個底部與位移計標定平臺固定的夾具2。可防止標定軸在產生位移時產生上下或左右偏移，以保證測量時的精度。
[0032]外部接口 8提供外接微機11、印表機5等外部設備與位移計校正裝置的連接通信，外接微機11可以直接向電機驅動電路對發送驅動指令，實現對精密伺服電機4的驅動，方便控制精密伺服電機4的工作狀態，還可以通過軟體編程的方式，採用圖形化、可視化界面，實時觀察採集模塊採集到的數據及數據處理的結果等；外接印表機5可以直接將標定的結果列印成位移計標定報告。
[0033]為了避免在位移計標定過程中，由於位移計標定平臺的傾斜，導致在標定的過程中標定軸受外力作用產生偏差，使標定的精確度受到不必要的影響，本實用新型在位移計標定平臺底部設置了調平裝置，用以保證標定平臺的水平，本實施例採用的是在標定平臺底部和側壁設置地腳螺釘7，也可以採用支架等方式來實現該功能。在標定過程中，如放置標定平臺的位置無法保持水平，可以通過調整標定平臺的地腳螺釘的高度，改變標定平臺四角的高度，通過觀察水準氣泡中的液面位置，使標定平臺的表面達到水平。在本實施例中，標定平臺的底部和側壁的四角分別設置有4個地腳螺釘7，側面分別設置有橫向和縱向兩個水平儀6，用於滿足不同場地條件下，將平臺放倒或立直使用。
[0034]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種電測位移計標定系統，其特徵在於:至少包括:帶有光柵傳感器的精密伺服電機以及位移計校正裝置，所述精密伺服電機動力輸出端同軸傳動設置有標定軸，待測電測位移計設置於標定軸，所述光柵傳感器設置於精密伺服電機的動力輸出端處，所述電測位移計和光柵傳感器的輸出端均與所述電測位移計校正裝置連接。
2.根據權利要求1所述的一種電測位移計標定系統，其特徵在於:所述位移計校正裝置至少包括:信號調理電路和處理電路，所述信號調理電路的輸入端與電測位移計連接；所述處理電路的輸入端分別連接於信號調理電路的輸出端和光柵傳感器的輸出端。
3.根據權利要求2所述的一種電測位移計標定系統，其特徵在於:所述信號調理電路包括:信號放大電路、濾波電路和轉換電路，所述信號放大電路的輸入端與電測位移計相連；所述濾波電路的輸入端與信號放大線路的輸出端連接；所述轉換電路的輸入端與濾波電路的輸出端連接；所述轉換電路的輸出端與處理電路的輸入端連接； 所述處理電路至少包括:信號採集電路、電機驅動電路、控制電路和外部接口，所述信號採集電路的輸入端分別與轉換電路輸出端和光柵傳感器的輸出端相連接；所述信號採集電路的輸出端與控制電路的輸入端相連；所述控制電路的輸出端與外部接口的輸入端相連；所述電機驅動電路的輸出端與精密伺服電機的輸入端相連接；所述電機驅動電路的輸入端與外部接口相連。
4.根據權利要求3所述的一種電測位移計標定系統，其特徵在於:所述電測位移計標定系統還包括與通過外部接口連接的外部設備。
5.根據權利要求4所述的一種電測位移計標定系統，其特徵在於:還包括承載精密伺服電機、光柵傳感器和電測位移計的位移計標定平臺，所述平臺的承載面設置有用於固定標定軸的定位塊，所述標定軸穿過定位塊，所述電測位移計和精密伺服電機位於定位塊的兩側。
6.根據權利要求5所述的一種電測位移計標定系統，其特徵在於:所述位移計標定平臺底部和側面的四角分別設置有四個地腳螺釘。
7.根據權利要求6所述的一種電測位移計標定系統，其特徵在於:所述位移計標定平臺側面安裝有兩個水平儀，所述水平儀一個為橫向安裝，另外一個為縱向安裝。
【文檔編號】G01B7/02GK204128489SQ201420614775
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】曹曉川, 楊剛, 李世亞, 龍雁飛, 徐勇, 何小兵 申請人:重慶交通大學