倾角传感器标定装置.pdf

本发明公开了一种倾角传感器标定装置，其特征是在可调整呈水平的底座上设置有分度头，以分度头侧部固联的三爪卡盘夹持传感器固定架；可调水平倾角的角位移台安装在传感器固定架上，待标定传感器通过传感器夹具安装在角位移台上；分度头为具有水平转轴的可转动构件，在分度头水平转轴的轴端固联有转动手柄，分度头以其水平转轴上设置的角度游标码盘和分度头角度码盘测定传感器固定架的转动角度，传感器固定架的转轴与分度头的转轴在水平面内呈90度设置。本发明装置结构简单、标定精度高、使用方便。

1.  一种倾角传感器标定装置，其特征是：
在可调整呈水平的底座(7)上设置有分度头(6)，以分度头(6)侧部固联的三爪卡盘(6A)夹持传感器固定架(2)；可调水平倾角的角位移台(3)安装在所述传感器固定架(2)上，待标定传感器(5)通过传感器夹具(4)安装在角位移台(3)上；
所述分度头(6)为具有水平转轴的可转动构件，在所述分度头水平转轴(6E)的轴端固联有转动手柄(6D)，分度头(6)以其水平转轴上设置的角度游标码盘(6B)和分度头角度码盘(6C)测定传感器固定架(2)的转动角度，所述传感器固定架的转轴与分度头6的转轴在水平面内呈90度设置。

2.  根据权利要求1所述的倾角传感器标定装置，其特征是设置用于调整角位移台(3)的蜗轮蜗杆传动机构(3B)，设置调节旋钮(3A)与蜗轮蜗杆传动机构(3B)中的蜗杆固联，角位移台(3)与蜗轮蜗杆传动机构(3B)中的蜗轮联动。

倾角传感器标定装置
技术领域
本发明涉及一种角度传感器标定装置，尤其是倾角传感器标定系统。
背景技术
长久以来，对于水平度的测量人们一直依赖水泡式水平尺，通过查看水泡在观察窗口中是否处于水平状态来判断水平。由于水泡式水平尺只能定性的判断是否水平，不能定量测量水平/倾斜的程度，且不能直接读数，测量结果受人为因素影响大，在实际应用中带来诸多不便和误差。随着电子技术的发展，人们研发了多种用于水平度和倾斜测量的倾角仪，如数字式倾角仪、脉冲式倾角仪和光电式倾角仪等。但是，这些倾角仪受其倾角传感器的输出一致性等问题的影响，传感器的输出信号与相对应的倾角转换关系必须通过标定才能获得。目前，人们对倾角传感器的标定，主要是利用铣床分度头具有对圆进行等份或不等份划分的功能，来定量产生倾角以对倾角仪进行标定和检验。这种标定方式，本身存在两种系统误差，无法实现对高精度角度传感器进行标定。这两种系统误差分别是：其一，分度头摆放时不一定水平，分度头底面所在平面与水平面有一定的倾斜角度，在对倾角仪转动标定过程中倾角传感器所在的平面与水平面之间的夹角与分度头当前的角度读数值不符合，造成误差。其二，安放倾角传感器进行标定时，一般让分度头先处于角度读数为零的位置，但通常倾角传感器在分度头上安装固定后，角度传感器所在平面与水平面的夹角并非零度，这样角度传感器的零点位置就产生了误差。当对精度要求不高时，该种标定方式可以满足要求，但对高精度的角度传感器标定，这种标定方式就不能满足需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、标定精度高、使用方便的倾角传感器标定装置。
本发明倾角传感器标定装置的结构特点是：
在可调整呈水平的底座上设置有分度头，以分度头侧部固联的三爪卡盘夹持传感器固定架；角位移台安装在所述传感器固定架上，待标定传感器通过传感器夹具安装在角位移台上；
所述分度头为具有水平转轴的可转动构件，在所述分度头水平转轴的轴端固联有转动手柄，分度头以其水平转轴上设置的角度游标码盘和分度头角度码盘测定传感器固定架的转动角度，所述传感器固定架的转轴与分度头的转轴在水平面内呈90度设置。
本发明倾角传感器标定装置的标定方法为：
调整底座和传感器夹具到水平状态，将待标定倾角传感器安装在传感器夹具上，确定待标定传感器的转动步骤量，通过分度头手柄转动每次标定所需角度值，记录标定值，再一次转动分度头手柄进行另一角度标定，一直重复进行直至标定结束。
本发明倾角传感器标定装置的结构特点也在于设置用于调整角位移台的蜗轮蜗杆传动机构，设置调节旋钮与蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆固联，角位移台与蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮联动。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明装置将分度头安放于底座上，底座可调节为水平，从而保证了分度头可安放在水平位置上，这种方式克服了由于分度头安装位置不水平造成的倾角传感器标定误差；
2、本发明方法在开始标定时，分度头码盘和游标盘都处于零度示值位置，倾角传感器通过传感器夹具、角位移台和传感器固定架安装于分度头的三爪卡盘上。此时可以首先调整底座和角位移台，使角度传感器所在的平面与水平面平行，由此可以有效克服倾角传感器由于零点位置不准确而造成的误差。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
图2为本发明分度头内部传动结构示意图。
图3为本发明角位移台调整机构示意图。
图4为本发明标定过程流程。
图中标号：1水平调节脚；2传感器固定架；2A传感器固定架转轴；3角位移台；3A脚位移台调节旋扭；3B蜗轮蜗杆传动机构；4传感器夹具；5倾角传感器；6分度头；6A分度头三爪卡盘；6B分度头角度游标码盘；6C分度头角度码盘；6D分度头手柄；6E分度头水平转轴；7底座、8A蜗杆、8B蜗轮。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，在可调整呈水平的底座7上设置有分度头6，以分度头6侧部固联的三爪卡盘6A夹持传感器固定架2；角位移台3安装在传感器固定架2上，待标定传感器5通过传感器夹具4安装在角位移台3上；
分度头6为具有水平转轴的可转动构件，在分度头水平转轴6E的轴端固联有转动手柄6D，分度头6以其水平转轴上设置的角度游标码盘6B和分度头角度码盘6C测定传感器固定架2的转动角度，传感器固定架转轴2A与分度头6的转轴在水平面内呈90度设置。
具体实施中，分度头6的内部传动结构如图2所示，转动手柄6D用于带动分度头水平转轴6E的转动，并进一步通过减速机构带动蜗杆8A转动，蜗轮8B与蜗杆8A构成啮合传动，传感器固定架转轴2A与蜗轮8B的转轴固联，以此实现转动手柄6D对于传感器固定架转轴2A的转动驱动。
在调整水平方面，作为底座7的支撑脚的三只水平调节脚1在底座7的底部呈三角分布，适当调节可以使底座7处于水平。
本发明倾角传感器标定装置的结构特点也在于设置用于调整角位移台3的蜗轮蜗杆传动机构3B，设置调节旋钮3A与蜗轮蜗杆传动机构3B中的蜗杆固联，角位移台3与蜗轮蜗杆传动机构3B中的蜗轮联动。
角位移台3的水平调整结构如图3所示，设置蜗轮蜗杆传动机构3B，调节旋钮3A与蜗轮蜗杆传动机构3B中的蜗杆固联，角位移台3与蜗轮蜗杆传动机构3B中的蜗轮联动，转动调节旋钮3A即可通过蜗轮蜗杆传动机构3B调节角位移台3的倾斜度，即调整倾角传感器所在的平面与水平面的夹角，直到倾角传感器所在平面与水平面平行为止，这一可调整形式保证了倾角传感器零点位置的准确。
参见图4，标定过程：
步骤100：分度头6固定在底座7之后，标定流程开始
步骤110：通过调节水平调节角1调整底座7的位置；
步骤120：检查底座7是否水平，若不水平继续调节，若水平进入下一步骤；
步骤130：转动分度头6的分度头手柄6D；
步骤140：直到分度头角度码盘6C和分度头角度游标码盘6B都为零；
步骤150：安装倾角传感器5至传感器固定夹具4上；
步骤160：调整角位移台调节旋钮3A，使传感器5所在平面与水平面平行；
步骤170：确定分度头6转动步骤量；
步骤180：根据确定的步骤量，转动分度头手柄6D至下一个位置；
步骤190：记录待标定传感器的输出；
步骤200：判断是否标定结束，若没完成则转至步骤170，若完成则标定结束；
步骤210：标定结束。