本发明专利技术涉及一种变间隙型电涡流传感器的自动静标定装置。本发明专利技术的目的在于克服手动静标定装置的不足，设计一种变间隙型电涡流传感器的自动静标定装置，该装置既可以使电涡流传感器的标定工作自动化，提高电涡流传感器标定工作的效率，同时还可以提高标定的精确度，并可将静标定的结果储存，以图表或其他形式显示、打印输出。本发明专利技术的技术要点是：１．用步进电机驱动蜗轮机构，涡轮驱动微位移轴；２．一套微位移驱动装置驱动多个电涡流盘；３．用单片机控制步进电机、处理电涡流前置器输出信号、驱动信号装置、处理操作键盘，存储标定数据，控制自动标定过程，控制通讯接口与上位机传递数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及 一种对传感器进行标定的装置，具体是 一种变间隙型 电涡流传感器的自动静标定装置。
技术介绍
电涡流传感器是指利用电涡流效应制成的传感器。由物理学中的 法拉第电磁感应定律可知，将成块金属放在交变磁场中或者使之在磁 场中作切割磁力线的运动，那么将在金属块中产生感应电流，这种电 流在金属块内是闭合的，所以叫做电涡流。其基本结构原理如图l所示，当线圈中通以交变电流h时，线圈周围空间就产生交变磁场Hi。 此时，置于此磁场中的金属块中将产生感应电动势，从而形成电涡流i2，此电涡流又产生一个磁场H2。由于H2对线圈的反作用(减弱线圈原磁场)，从而导致线圈的电感量、阻抗、和品质因数发生变化。 这些参数的变化与导体的几何形状、电导率、磁导率、线圏的几何参 数、电流的交变频率以及线圈到被测金属板间的距离等因素有关。如 果改变其中某个参数，即可构成关于某个参数的电涡流传感器。变间隙型的电涡流传感器进行位移测量的原理是传感器线圏平 面与被测金属表面之间的间隙变化使得电涡流密度发生变化，而导致 线圏电感、阻抗及品质因数等的变化。对某种给定的材料而言，其电 导率CT和磁导率H为常数，此时传感器的输出将与被测物体和传感器 之间的距离有关。实验证明，当传感器与被测物体之间的距离x发生 变化时，电涡流的分布特性并不变化，但是电涡流密度将发生相应的 变化，且呈非线性关系。经电子电路的处理使传感器的输出与x呈线 性关系。从HZ-8500系列变间隙电涡流传感器主要静态指标表，可以 看出成品传感器输入与输出之间的关系。HZ-8500系列电涡流传感器主要静态指标如下表:<table>table see original document page 5</column></row><table>变间隙型电涡流传感器的标定是指对某型号电涡流传感器位移 (间隙)与输出量关系明确的前提下，利用某种器具对传感器进行标度。对新研制或生产的传感器进行全面的技术检定，称为标定；将传 感器在使用或存储后进行的性能复测，称为校准， 一般标定与校准的 本质相同。传感器的静态标定是为了确定传感器的静态特性指标，如线性 度、灵敏度、迟滞和重复性等。变间隙型电涡流传感器静标定，首先位移机构的精度必须与被标 定的传感器相适应，即比被标定的传感器精度高。变间隙型电涡流传感器静标定步骤如下(1) 将传感器(或传感系统)全量程(测量范围)分为若干等 间距点；(2) 根据传感器的量程分点情况，由小到大逐点地输入标准量 值，并记录下与各输入值相对应的输出值；(3) 将输入值由大到小逐点减少下来，同时记录下与各输入值 相对应的输出值；(4) 按2、 3所述过程，对传感器进行正、反行程往复循环多次 测试，将得到的输入-输出测试数据列成表格或绘成曲线；(5) 对测试数据进行必要的数据处理，根据处理结果就可以确 定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态特性指标。如图2所示，在现有技术中使用的是电涡流手动静标定装置，由机架27、 A电涡流传感器固定架28、 A电涡流传感器1、 A电涡流盘 2、 A电涡流盘连杆35、 A滑道15、 A滑块3、 A活球铰链4、微位 移轴A螺紋5、 A螺套6、手动旋钮30、 A前置器25和显示装置20 组成。其中，A电涡流盘2与A滑块3通过A电涡流盘连杆35固定 连接，A滑块3与微位移轴A螺紋5用活球铰链连接，A螺套6与机 架27固定连接，微位移轴A螺紋5与手动旋钮30固定连接，A传 感器固定架28、 A电涡流传感器l、 A电涡流盘2、 A滑块3、 A活 球铰链4、微位移轴A螺紋5与手动旋钮30的中心线位于同一轴线 上。A滑道15和A滑块3的作用是使A电涡流盘2只能沿轴线平移。 A活球铰链4的作用是只把微位移轴A螺紋5的绕轴线旋转加沿轴 线平移运动中的平移运动传递到A滑块3，而去除微位移轴A螺紋5 的绕轴线的旋转运动，固定在机架上的位移刻度33，和固定在手动 旋钮上的旋转刻度34共同显示电涡流盘的位移。静标定时，首先根据刻度33和刻度34，手动旋转手动旋钮30， 将A电涡流盘2移动到零点，再将A电涡流传感器1靠在A电涡流 盘2上，然后将A电涡流传感器1固定在A传感器固定架28上，这 时刻度33和刻度34即显示A电涡流传感器1与A电涡流盘2的间 隙。根据全量程测点的多少，操作手动旋钮30,使间隙由O到全量 程，再由全量程到O逐点记录间隙值和对应的输出值，即可获得被测 A电涡流传感器l的静态参数。手动标定的缺点是手动操作位移机构速度慢、手工记录费时费 力，也容易出错。整个标定过程效率低。手动位移机构的精度低，若 提高位移精度则需手动操作的时间更长，效率更低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，设计一种变间隙型电 涡流传感器的自动静标定装置，该装置既可以使电涡流传感器的标定 工作自动化，提高电涡流传感器标定工作的效率，同时还可以提高标定的精确度，并可将静标定的结果储存，以图表或其他形式显示、打 印输出。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是釆用 一种变间隙型电涡流传感器的自动静标定装置，所述装置包括机架，在所述机架上设有A电涡流传感器固定架和B电涡流传感 器固定架，其中，设置在所述机架上的A电涡流传感器固定架与B电 涡流传感器固定架的中心线位于同一条轴线上；A电涡流盘，位于所述A电涡流传感器固定架的端部，所述A电涡 流盘与A电涡流盘连杆连接，A电涡流盘连杆与微位移机构内的A滑块 连接；B电涡流盘，位于所述B电涡流传感器固定架的端部，所述B电 涡流盘与B电涡流盘连杆连接，B电涡流盘连杆与微位移机构内的B滑 块连接；在所述A电涡流传感器固定架的端部，设有A电涡流盘移动空 间，在所述B电涡流传感器固定架的端部，设有B电涡流盘移动空间；所述微位移驱动机构，包括依次连接的步进电机，蜗杆，蜗轮， 蜗轮轴承，蜗轮花键，微位移轴，A活球铰链，A滑块，A滑道，B活 球铰链，B滑块，B滑道；所述微位移轴，包括轴中部的微位移轴花键，A端的微位移螺杆 A螺紋，A螺套，B端的微位移螺杆B螺紋，B螺套；所述位移驱动机构用于驱动所述A电涡流盘和B电涡流盘沿所述 A电涡流传感器固定架和B电涡流传感器固定架的中心线方向位移。在所述A电涡流传感器固定架，上装有A电涡流传感器，在所述B 电涡流传感器固定架上装有B电涡流传感器；所述A电涡流传感器与A 前置器，A A/D转换，单片机依次串接；所述B电涡流传感器与B前 置器，B A/D转换、单片机依次串接。在所述机架上设有A套简和B套简。所述微位移传动机构中的蜗轮，安装在所述A套简与B套简之间。所述蜗轮与A套简，B套简之间装有涡轮轴承。所述微位移驱动机构中的微位移轴A螺紋，A螺套，设置在A 套简内；所述微位移驱动机构中的微位移轴B螺紋，B螺套，设置在 B套简内；A螺套与A套筒固定连接，B螺套与B套简固定连接。所述电机为步进电机，所述步进电机安装在所述机架上，所述步 进电机与所述单片机电连接。所述A电涡流盘连杆除与A电涡流盘连接外，还可以连接多个电 涡流盘；所述与B电涡流盘连杆除与B电涡流盘连接外还可以连接多 个电涡流盘。所连接的电涡流盘平面必须与微位移轴中心线垂直，配 上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变间隙型电涡流传感器的自动静标定装置，其特征在于，所述装置包括： Ａ电涡流盘（２），位于所述Ａ电涡流传感器固定架（２８）的端部，所述Ａ电涡流盘（２）与Ａ电涡流盘连杆（３５）连接，Ａ电涡流盘连杆（３５）与微位移机构（４２）内的Ａ滑块 （３）连接；Ｂ电涡流盘（１８），位于所述Ｂ电涡流传感器固定架（２９）的端部，所述Ｂ电涡流盘（１８）与Ｂ电涡流盘连杆（３６）连接，Ｂ电涡流盘连杆（３６）与微位移机构（４２）内的Ｂ滑块（１４）连接；在所述Ａ电涡流传感器固定架（２８）的端部，设有Ａ电涡流盘移动空间（４６），在所述Ｂ电涡流传感器固定架（２９）的端部，设有Ｂ电涡流盘移动空间（４７）； 所述微位移驱动机构（４２），包括依次连接的步进电机（３２），蜗杆（１６），蜗轮（８），蜗轮轴承（７），蜗轮花键（９），微位移轴（４ １），Ａ活球铰链（４），Ａ滑块（３），Ａ滑道（１５），Ｂ活球铰链（１２），Ｂ滑块（１４），Ｂ滑道（１３）； 所述微位移轴（４１），包括轴中部的微位移轴花键（４３），Ａ端的微位移螺杆Ａ螺纹（５），Ａ螺套（６），Ｂ端的微位移螺杆Ｂ螺纹（１ １），Ｂ螺套（１０）； 所述位移驱动机构（４２）用于驱动所述Ａ电涡流盘（２）和Ｂ电涡流盘（１８）沿所述Ａ电涡流传感器固定架（２８）和Ｂ电涡流传感器固定架（２９）的中心线方向位移。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王天娜，张连凯，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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