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1、(10)申请公布号 CN 102374846 A (43)申请公布日 2012.03.14 CN 102374846 A *CN102374846A* (21)申请号 201110282770.6 (22)申请日 2011.09.21 G01B 11/02(2006.01) (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区 100084 信箱 82 分箱清华大学专利办公室 (72)发明人 刘莹 翟静静 高志 刘向锋 林尤滨 (74)专利代理机构 西安智大知识产权代理事务 所 61215 代理人 贾玉健 (54) 发明名称 一种封闭式位移传感器标定装置 (57) 摘要 一种封闭式位移传。
2、感器标定装置, 包括动力 电机, 动力电机和动轴连接, 动轴由角接触轴承组 支撑, 动轴安装有被测物动环, 被测物动环与传感 器探头被密封在密封腔体内, 密封腔体设有介质 入口和出口, 密封腔端盖和微分头、 探头保护套连 接, 通过在微分头测杆与传感器支架之间安装一 个轴承, 使传感器支架做直线运动, 传感器探头 和传感器支架相对固定, 探头保护套与传感器探 头连接, 传感器探头尾部连接传感器后处理及结 果显示部分, 本发明具有在液体、 气体的流体介质 中, 在静止和转动的条件下, 对光纤位移传感器及 其他位移传感器进行标定的特点, 使得传感器的 标定环境逼近其使用环境, 得到传感器在最为接 。
3、近使用环境下的分辨率。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102374852 A1/1 页 2 1. 一种封闭式位移传感器标定装置, 包括动力电机 (3), 动力电机 (3) 通过电机底座 (2) 固定在工作台 (1) 上, 动力电机 (3) 的输出轴通过电机连接部分 (4) 和动轴 (8) 的左 端连接, 其特征在于 : 动轴 (8) 由一对球轴承组 (7) 支撑, 动轴 (8) 右端安装有被测物动环 (27), 被测物动环 (27) 与动环内缩圈 (26) 过盈配合实现连接, 动环内缩。
4、圈 (26) 与定位套 (29) 连接, 定位套 (29) 与动轴 (8) 连接, 被测物动环 (27) 与传感器探头 (17) 及传感器支 架 (18) 均被密封在密封腔体 (11) 内, 密封腔体 (11) 通过密封腔底座 (25) 固定在工作台 (1)上, 密封腔体(11)左侧由动轴端盖(6)密封, 右侧由密封腔端盖(14)进行密封, 密封腔 体 (11) 内设有压盖 (10) 将球轴承组 (7) 进行轴向定位和与密封腔体之间的隔离, 密封腔 体 (11) 顶端设有介质入口 (12), 底部开设介质出口 (30), 密封腔端盖 (14) 和微分头 (22) 进行周向连接, 密封腔端盖 (。
5、14) 和探头保护套 (16) 进行周向连接, 微分头 (22) 上设有锁 紧螺母 (24) 和定位紧固套 (20), 微分头 (22) 的测杆与定位紧固套 (20) 连接, 定位紧固套 (20) 上设有深沟球轴承 (19) 进行支撑, 深沟球轴承 (19) 外圈与传感器支架 (18) 连接, 传 感器探头 (17) 的一端装在传感器支架 (18) 上, 传感器探头 (17) 穿过密封腔端盖 (14) 安 装在探头保护套(16)内, 传感器探头(17)尾部连接传感器后处理及结果显示部分(21), 传 感器支架 (18) 与密封腔端盖 (14) 之间采用间隙配合。 2. 根据权利要求 1 所述的。
6、一种封闭式位移传感器标定装置, 其特征在于 : 所述的电机 连接部分 (4) 直接采用紧固螺钉, 或使用联轴器。 3. 根据权利要求 1 所述的一种封闭式位移传感器标定装置, 其特征在于 : 所述的球轴 承组 (7) 由两个角接触球或深沟球轴承组成。 4. 根据权利要求 1 所述的一种封闭式位移传感器标定装置, 其特征在于 : 所述的密封 腔体 (11) 采用整体密封腔或封闭式密封腔。 5. 根据权利要求 1 所述的一种封闭式位移传感器标定装置, 其特征在于 : 所述的微分 头 (22) 的测杆与定位紧固套 (20) 之间采用过盈配合连接或用胶连接。 权 利 要 求 书 CN 10237484。
7、6 A CN 102374852 A1/3 页 3 一种封闭式位移传感器标定装置 技术领域 0001 本发明涉及传感器标定技术领域, 特别涉及一种封闭式位移传感器标定装置。 背景技术 0002 光纤位移传感器是一种正处于发展期的新型位移测量传感器, 是依据光的反射原 理来进行位移测量的, 具有测量精度高, 探头直径小、 对被测物体的材料特性依赖小等优 势, 相对传统的电容式和电涡流式位移传感器等具有更广泛的应用前景。目前已知的光纤 位移传感器的标定多是采用产品化的轴向位移静态校验装置或称位移静态校验仪, 此类装 置一般体积小, 重量轻, 携带方便, 既可在实验室使用也可以带到现场使用。 但是,。
8、 由于介质 对于光的反射有影响, 进而会影响到传感器的分辨率, 现有产品化的位移标定试验台只能 在空气介质中进行标定, 在水以及其他液体中的标定存在一定的困难, 所以有必要设计一 种封闭式的, 可针对不同介质应用条件进行光纤位移传感器标定的实验装置。 发明内容 0003 为克服上述现有技术的缺点, 本发明的目的是提供一种封闭式位移传感器标定装 置, 具有在液体、 气体的流体介质中, 在静止和转动的条件下, 对光纤位移传感器及其他位 移传感器进行标定的特点, 使得传感器的标定环境逼近其使用环境, 得到传感器在最为接 近使用环境下的分辨率。 0004 为了达到上述目的, 本发明采用的技术方案是 :。
9、 0005 一种封闭式位移传感器标定装置, 包括动力电机 3, 动力电机 3 通过电机底座 2 固 定在工作台 1 上, 动力电机 3 的输出轴通过电机连接部分 4 和动轴 8 的左端连接, 动轴 8 由 球轴承组7支撑, 动轴8右端安装有被测物动环27, 被测物动环27与动环内缩圈26过盈配 合实现连接, 动环内缩圈 26 与定位套 29 连接, 定位套 29 与动轴 8 连接, 被测物动环 27 与 传感器探头 17 及其传感器支架 18 均被密封在密封腔体 11 内, 密封腔体 11 通过密封腔底 座 25 固定在工作台 1 上, 密封腔体 11 左侧由动轴端盖 6 密封, 右侧由密封腔。
10、端盖 14 进行 密封, 密封腔体 11 内设有压盖 10 将球轴承组 7 进行轴向定位和与密封腔体之间的隔离, 密 封腔体 11 顶端设有介质入口 12, 底部开设介质出口 30, 密封腔端盖 14 和微分头 22 进行周 向连接, 密封腔端盖 14 和探头保护套 16 进行周向连接, 微分头 22 上设有锁紧螺母 24 和定 位紧固套 20, 微分头 22 的测杆与定位紧固套 20 连接, 定位紧固套 20 上设有深沟球轴承 19 进行支撑, 深沟球轴承 19 外圈与传感器支架 18 连接, 传感器探头 17 的一端装在传感器支 架 18 上, 传感器探头 17 穿过密封腔端盖 14 安装。
11、在探头保护套 16 内, 传感器探头 17 尾部 连接传感器后处理及结果显示部分21, 传感器支架18与密封腔端盖14之间采用间隙配合。 0006 所述的电机连接部分 4 直接采用紧固螺钉, 也能够使用联轴器。 0007 所述的球轴承组 7 由两个角接触球或深沟球轴承组成。 0008 所述的密封腔体 11 采用整体密封腔或封闭式密封腔。 0009 所述的微分头 22 的测杆与定位紧固套 20 之间采用过盈配合连接或用胶连接。 说 明 书 CN 102374846 A CN 102374852 A2/3 页 4 0010 本发明能够在液体、 气体等流体介质中, 在静止和转动条件下的传感器标定。 。
12、为实 现此目的, 本发明采用动力电机 3 使被测物动环 27 可以在不同转速下转动, 采用密封腔体 11 使得标定环境可以为液体或气体介质, 通过微分头 22, 控制位移输入量, 利用传感器探 头 17 和传感器后处理及结果显示部分 21 的输出量, 即可得到传感器的标定曲线。 附图说明 0011 图 1 是本发明的结构示意图。 0012 图 2 是本发明的精密控制位移部分结构示意图。 具体实施方式 0013 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 0014 参见图 1 和图 2, 一种封闭式位移传感器标定装置, 包括动力电机 3, 动力电机 3 通 过电机底座2固定在工作台1上, 。
13、动力电机3的输出轴通过电机连接部分4和动轴8的左端 连接, 带动动轴 8 转动, 动轴 8 由一对角接触轴承组 7 支撑, 动轴 8 右端安装有被测物动环 27, 被测物动环 27 与动环内缩圈 26 通过过盈配合实现连接, 实现了对于被测物动环 27 的 定位和安装, 动环内缩圈 26 采用传动销 28 与定位套 29 连接, 定位套 29 与动轴 8 采用平键 连接使得被测物动环 27 实现转动, 被测物动环 27 与传感器探头 17 及传感器支架 18 均被 密封在密封腔体 11 内, 密封腔体 11 通过密封腔底座 25 作为辅助支撑固定在工作台 1 上, 密封腔体 11 左侧由动轴端。
14、盖 6 及第一唇封 5 密封, 右侧由密封腔端盖 14 通过第一 O 型圈 13 进行密封, 密封腔体 11 内设有压盖 10 及第二唇封 9 将角接触轴承组 7 进行轴向定位和 与密封腔体之间的隔离, 用于防止轴承的润滑油泄漏并与密封腔介质实现隔离, 密封腔体 11 顶端设有介质入口 12, 底部开设介质出口 30, 用于为密封腔内注入和排出介质, 密封腔 端盖 14 和微分头 22 通过第二 O 型圈 23 进行周向连接, 密封腔端盖 14 和探头保护套 16 通 过第三 O 型圈 15 进行周向连接, 通过 O 型圈防止密封腔内的介质泄漏, 使标定装置的标定 环境能够为气体、 液体等流体。
15、介质, 微分头 22 上设有锁紧螺母 24 和定位紧固套 20, 微分头 22 的测杆与定位紧固套 20 连接, 锁紧螺母 24 用于将微分头 22 固定在密封腔端盖 14 上, 定位紧固套 20 上设有深沟球轴承 19 进行支撑, 深沟球轴承 19 外圈与传感器支架 18 连接, 用于将微分头 22 的螺旋运动转换为传感器支架 18 的直线运动, 传感器探头 17 的一端装在 传感器支架 18 上, 传感器探头 17 穿过密封腔端盖 14 安装在探头保护套 16 内, 传感器支架 18 通过胶封与探头保护套 16 连接, 探头保护套 16 通过胶封与传感器探头 17 连接, 从而带 动传感器。
16、探头17作直线运动, 传感器探头17尾部连接传感器后处理及结果显示部分21, 将 测得的结果进行显示和输出, 传感器支架18与密封腔端盖14之间采用间隙配合, 保证传感 器支架 18 的相对直线移动, 为传感器探头 17 提供已知的位移输入量。 0015 所述的电机连接部分 4 直接采用紧固螺钉, 也能够使用联轴器。 0016 所述的角接触球轴承组 7 由两个角接触球或深沟球轴承组成。 0017 所述的密封腔体 11 采用整体密封腔或封闭式密封腔。 0018 所述的微分头 22 的测杆与定位紧固套 20 之间采用过盈配合连接或用胶连接。 0019 本发明的工作原理为 : 0020 首先将传感器。
17、探头 17 与被测物动环 27 的端面紧贴在一起完全接触, 以此为标定 说 明 书 CN 102374846 A CN 102374852 A3/3 页 5 的起始零点 ; 将传感器探头 17 的电源打开, 等待一段时间, 待传感器探头 17 光源和传感器 显示部分21数值稳定后, 从零点开始记录传感器探头17的输出数值, 之后每旋动微分头22 一格, 被测物动环 27 的端面相对于传感器探头 17 的轴向间距增加 10m, 待传感器的显示 部分 21 数值稳定后, 记录测量数值。为保证结果的可信度, 在同样的室温环境下, 连续多次 标定, 将测得的几组数据求平均值后即得到的标定数据 ; 然后对标定数据进行处理, 得到标 定的光纤传感器的分辨率以及特性曲线。 0021 本发明提供一种封闭式位移传感器标定装置用于对光纤位移传感器进行标定, 具 有能够在液体、 气体等流体介质中, 在静止和转动的条件下, 对光纤位移传感器进行标定的 特点, 使得传感器的标定环境逼近其使用环境, 得到传感器在最接近使用环境下的分辨率, 也可用于其他位移传感器, 特别是传感器工作原理受到传导介质影响的位移传感器的标 定。 说 明 书 CN 102374846 A CN 102374852 A1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102374846 A 。