位移传感器标定仪及其使用方法
【专利摘要】位移传感器标定仪及其使用方法。位移传感器标定仪，包括弹性体和螺杆，弹性体包括上、下两个薄壁，弹性体的一端设有台阶孔及端盖，螺杆贯穿上、下两个薄壁，螺杆下端与位移传感器接触。本发明位移传感器标定仪的几何尺寸和材料确定后，弹性体的垂直接近量与水平接近量的比值c是固定的，故可以通过这个已知的比值c和测量弹性体的垂直方向接近量来求得水平方向的微小接近量，从而实现了用普通的位移传感器来标定位移传感器。
【专利说明】位移传感器标定仪及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于标定设备【技术领域】，涉及一种位移传感器标定仪。本发明还涉及这种标定仪的使用方法。
【背景技术】
[0002]位移传感器主要用于测量各种形式的位移量，机械工程中常见的有电感式位移传感器、电容式位移传感器等。微位移传感器在使用前要对灵敏度进行标定，这需要使用更高精度的微位移传感器，不仅标定成本高，而且工作效率低。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是提出一种位移传感器标定仪，解决现有技术存在的标定成本高的问题。
[0004]本发明的第二个目的是提供上述标定仪的使用方法。
[0005]本发明的技术方案是，位移传感器标定仪，包括弹性体和螺杆，弹性体包括上、下两个薄壁，弹性体的一端设有台阶孔及端盖，螺杆贯穿上、下两个薄壁，螺杆下端与位移传感器接触。
[0006]本发明的特点还在于:
[0007]位移传感器固定在套筒内，套筒与螺杆下部相连。
[0008]螺杆和套筒通过螺纹联接，位移传感器通过螺钉固定在套筒内。
[0009]上下两个薄壁中部均为凸台，两个凸台中间设有同轴的孔，螺杆穿过两个同轴的孔，
[0010]台阶孔通过端盖轴向固定待标定微位移传感器。
[0011]下薄壁的凸台下端面设有凹槽，套筒外圆的上端部为圆台状，有两个平行的平面，两个平行的平面与该凹槽配合。
[0012]台阶孔处的弹性体上还设有与台阶孔垂直的水平孔贯穿弹性体。
[0013]本发明的第二个技术方案，上述位移传感器标定仪的使用方法，先测定弹性体的垂直接近量与水平接近量的比值C，再对待标定的微位移传感器进行标定。
[0014]具体包括以下步骤:
[0015]第一步，先将高精度微位移传感器放置在弹性体的一端的台阶孔内，用端盖固定；然后转动螺杆，拉近弹性体的上下两个薄壁，弹性体内部出现弹性应力和变形，弹性体的两个薄壁之间的垂直接近量通过螺杆下端的伸出量由位移传感器测得；两个端面即内端面和外端面的接近量通过高精度微位移传感器测得；螺杆转动到不同的位置，拟合出垂直接近量与水平接近量的比值c ;
[0016]第二步，将高精度微位移传感器从台阶孔中取出，将待标定的微位移传感器置固定台阶孔中，用端盖(4)固定；转动螺杆到不同的位置，位移传感器测出螺杆的伸出量，即弹性体两个薄壁之间的垂直接近量，然后通过比值c求得待标定的微位移传感器两个端面的水平接近量，这个水平接近量与待标定微位移传感器输出电压的变化值的比值，就是待标定的位移传感器的灵敏度。
[0017]本发明具有如下有益效果:
[0018]1、本发明位移传感器标定仪的几何尺寸和材料确定后，弹性体I的垂直接近量与水平接近量的比值c是固定的，故可以通过这个已知的比值c和测量弹性体的垂直方向接近量来求得水平方向的微小接近量，从而实现了用普通的位移传感器来标定位移传感器。
[0019]2、本发明位移传感器标定仪结构简单，使用方便，降低了标定成本。
[0020]3、本发明位移传感器标定仪使用方法，在测定出弹性体垂直接近量与水平接近量的比值c后，标定过程中不再需要高精度微位移传感器即可实现待标定微位移传感器的标定，提高了标定效率，降低了标定成本。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1为本发明位移传感器标定仪的结构示意图；
[0022]图2为本发明位移传感器标定仪中的弹性体结构示意图。
[0023]图1中，1.弹性体，2.螺杆，3.待标定微位移传感器，4.端盖，5.位移传感器，6.套筒，7.螺钉，8.内端面，9.外端面，10.台阶孔。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细说明。
[0025]位移传感器标定仪，参见图1，包括弹性体I和螺杆2，弹性体I呈扁平孔状，包括上、下两个薄壁，弹性体I的一端设有台阶孔10及端盖4，螺杆2贯穿上、下两个薄壁，螺杆2下端与待标定微位移传感器3接触，待标定微位移传感器3固定在套筒6内，套筒6与螺杆2下部相连。螺杆2和套筒6通过螺纹联接，待标定微位移传感器3通过螺钉7固定在套筒6内。
[0026]螺杆2转动，弹性体I的上、下薄壁发生变形，相互接近，螺杆2下端的伸出量等于上、下薄壁的接近量S V。上、下薄壁的接近引起图2中弹性体I右侧内端面8和外端面9相互靠近。内端面8和外端面9的相互靠近量Sh比δ V小很多，但与δ V成正比，δν与δ h的比值c与弹性体I的几何尺寸以及材料有关，如薄壁的厚度以及前后贯通弹性体的孔径等。在标定位移传感器时，将待标定的微位移传感器装入弹性体I右侧的台阶孔10中，通过端盖4轴向固定。由于端盖4的台阶平面与弹性体的外端面9接触，外端面9与内端面8间距的变化可以通过端盖传递给待标定的微位移传感器3，传感器3以电压V的形式将两端面间距的变化输出。用位移传感器5测出弹性体I上、下薄壁的接近量δ V后，如果已知比值C，即可算出内端面8和外端面9的水平接近量Sh，Sh与V的比值就是待标定传感器的灵敏度。
[0027]实施例，位移传感器标定仪，如图1所示，包括弹性体1，弹性体I外形为扁平孔状，上、下薄壁中间有凸台，上下凸台中间垂直设有同轴的孔贯通上、下薄壁，螺杆2贯穿两个同轴的孔。螺杆2下部与套筒6通过螺纹联接，下薄壁的凸台下端面设有凹槽，套筒外圆的上端部为圆台状，有两个平行的平面，两个平行的平面与该凹槽配合。台阶孔10处的弹性体上还设有与台阶孔10垂直的水平孔贯穿弹性体，以便于安装和取出待标定的微位移传感器3。
[0028]上述位移传感器标定仪的使用方法，具体包括以下步骤:
[0029]第一步，先将高精度微位移传感器放置在弹性体I的一端的台阶孔10内，用端盖4固定；然后转动螺杆2，拉近弹性体I的上下两个薄壁，弹性体I内部出现弹性应力和变形，弹性体I的两个薄壁之间的垂直接近量通过螺杆2下端的伸出量由位移传感器5测得；图2中弹性体I的内端面8和外端面9的接近量通过高精度微位移传感器测得；螺杆2转动到不同的位置，拟合出垂直接近量与水平接近量的比值c=1720.842 ；
[0030]第二步，将高精度微位移传感器从台阶孔10中取出，如图1和图2所示，将待标定的待标定的微位移传感器3装入弹性体I的右侧台阶孔10，待标定的微位移传感器3左边紧贴台阶孔10的台阶平面，右边与端盖4接触，端盖4法兰左侧平面与弹性体I的右侧端面接触，这样图2中弹性体I的内端面8和外端面9的距离变化使得微位移传感器的输出电压发生变化。转动螺杆2，通过位移传感器5测出弹性体I上、下薄壁的接近量，通过比值c=1720.842，求得内端面8、外端面9的水平接近量，这个水平接近量由待标定微位移传感器3以电压变化的形式输出，计算出的水平接近量与输出电压的变化值的比值，就是待标定微位移传感器3的灵敏度。这样就完成了待标定微位移传感器3的标定。
[0031]与传统的位移传感器标定过程不同，本发明的标定过程无需更高精度的位移传感器。与现有技术相比，本位移标定仪具有以下优点:
[0032]本发明位移传感器标定仪，弹性体I的几何尺寸和材料确定后,通过普通的位移传感器可以确定弹性体I中上、下薄壁的接近量，通过高精度的微位移传感器确定两个端面的接近量，由于二者的比值c是固定的并且远大于I，故在标定微位移传感器时可以通过测量弹性体I中上、下薄壁之间的接近量来计算内、外端面之间的接近量，从而实现了用普通的位移传感器来标定微位移传感器，降低了标定成本，提高了标定效率。
【权利要求】
1.位移传感器标定仪，其特征在于，包括弹性体(I)和螺杆(2)，所述弹性体(I)包括上、下两个薄壁，弹性体(I)的一端设有台阶孔(10)及端盖(4)，所述螺杆(2)贯穿上、下两个薄壁，螺杆(2 )下端与位移传感器(5 )接触。
2.如权利要求1所述的位移传感器标定仪，其特征在于，所述位移传感器(5)固定在套筒(6)内，所述套筒(6)与螺杆(2)下部相连。
3.如权利要求2所述的位移传感器标定仪，其特征在于，所述螺杆(2)和套筒(6)通过螺纹联接，所述位移传感器(5 )通过螺钉固定在套筒(6 )内。
4.如权利要求1-3任一项所述的位移传感器标定仪，其特征在于，所述上下两个薄壁中部均为凸台，两个凸台中间设有同轴的孔，所述螺杆(2)穿过这两个同轴的孔。
5.如权利要求4所述的位移传感器标定仪，其特征在于，所述下薄壁的凸台下端面设有凹槽，所述套筒(6)外圆的上端部为圆台状，有两个平行的平面，所述两个平行的平面与该凹槽配合。
6.如权利要求1-3任一项所述的位移传感器标定仪，其特征在于，所述台阶孔(10)处的弹性体(I)上还设有与台阶孔(10)垂直的水平孔贯穿弹性体(I)。
7.如权利要求1-6任一项所述的位移传感器标定仪的使用方法，其特征在于，先测定弹性体(I)的垂直接近量与水平接近量的比值C，再对待标定微位移传感器(3)进行标定。
8.如权利要求7所述的位移传感器标定仪的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤: 第一步，先将高精度微位移传感器放置在弹性体(I)的一端的台阶孔(10)内，用端盖(4)固定；然后转动螺杆(2)，拉近弹性体(I)的上下两个薄壁，弹性体(I)内部出现弹性应力和变形，弹性体(I)的两个薄壁之间的垂直接近量通过螺杆(2)下端的伸出量由位移传感器(5)测得；两个端面即内端面(8)和外端面(9)的接近量通过高精度微位移传感器测得；螺杆(2)转动到不同的位置，拟合出垂直接近量与水平接近量的比值c ； 第二步，将高精度微位移传感器从台阶孔中取出，将待标定的微位移传感器(3)放置在台阶孔(10)中，用端盖(4)固定；转动螺杆(2)到不同的位置，位移传感器(5)测出螺杆(2)的伸出量，即弹性体(I)两个薄壁之间的垂直接近量，然后通过比值c即可算出内端面(8)和外端面(9)的水平接近量，这个水平接近量与待标定微位移传感器(3)输出电压的变化值的比值，就是待标定的位移传感器的灵敏度。
【文档编号】G01B21/02GK103968795SQ201410093481
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】王世军, 杨超 申请人:西安理工大学