【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线位移传感器制造，尤其是涉及一种高精度线位移传感器及其测量方法。
技术介绍
1、杠杆表是广泛应用于形状检查、公差控制、磨损检测等机械生产加工场景的计量器具。传统杠杆表具有以下缺陷：
2、1.无法修正阿贝误差：受设计限制，传统杠杆表内部仅采用了纯机械杠杆结构用以放大测头位移，没有针对于阿贝误差修正的结构与能力；
3、2.数据记录困难：传统杠杆表通常不具备数字化功能，数据记录和分析需要依赖手工操作，不利于大规模数据处理和现代化生产的需求。
4、现有数字杠杆表也存在以下缺陷：
5、1.成本较高：数字杠杆表的制造工艺复杂，包含电子组件和传感器，因此相较于传统杠杆表，成本通常较高。对于一些预算有限的中小型企业，可能无法大规模应用；
6、2.无法修正阿贝误差：由于采用的是与传统杠杆表相同的设计原理，同样无法考虑不同测量位姿对测量结果造成的误差，即无法修正阿贝误差。
7、究其根本，不管是传统杠杆表还是现有的数字杠杆表，其算法设计仍旧是使用了传统杠杆表的测量原理，因此都无法对阿贝误差进行补偿修正，所以两者测量都只能是相对偏差测量，而非绝对偏差测量。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、基于此，本专利技术提出一种高精度线位移传感器及其测量方法，用以解决现有的杠杆表无法修正阿贝误差的问题。
3、(二)技术方案
4、本专利技术为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，提供了
5、优选的，所述测针螺纹连接在转轴上。
6、优选的，所述位姿传感器通过粘接的方式固定在转轴上。
7、优选的，还包括显示屏和控制器，所述控制器分别与显示屏、角度编码器和位姿传感器通信连接。
8、本专利技术还提供了一种如上述所述的高精度线位移传感器的测量方法，包括如下步骤：
9、s1：测针贴在待测工件上，待测工件移动时，获取测针转动的角度p°、测针在x方向的倾角x°和测针在y方向的倾角y°；
10、s2：然后通过下面公式(1)计算出待测工件的高度变化值h：
11、h＝l×sinp°×cosy°×sin(90-x)°+(l-l×cos p°)×sinx° (1)
12、其中，l为测针的长度。
13、优选的，在步骤s2之后还包括如下步骤：将待测工件的高度变化值h显示在显示屏上。
14、优选的，在步骤s1中，通过角度编码器获得测针转动的角度p°。
15、优选的，在步骤s1中，通过位姿传感器获得测针在x方向的倾角x°和y方向的倾角y°。
16、优选的，当测针在y方向的倾角为0°时，还可以通过下面公式(2)计算出待测工件的高度变化值h：
17、
18、优选的，在步骤s2中，公式(1)获得的具体步骤为：
19、s21：测针绕a点旋转，测针与基准平面连接于b点，测针在x方向的倾角为x°，当测针在y方向的倾角为0°时，测针与待测平面连接于e'点；当测针在y方向的倾角为y°时，测针转动的角度为p°，测针与待测平面连接于e点；
20、s22：过e点做ec垂直ab于c点，将be的投影高度h拆分成bc与ce的投影高度之和；
21、s23：ce的投影高度为h1，h1通过下式(3)获得：
22、h1＝l×sinp°×cosy°×sin(90-x)° (3)
23、s24：bc的投影高度为h2，h2通过下式(4)获得：
24、h2＝(l-l×cosp°)×sinx° (4)。
25、(三)有益效果
26、与现有技术相比，本专利技术的原理算法与结构设计都与现有的传统杠杆表技术不同。本专利技术在获得测针转动的角度p°、测针在x方向的倾角x°和测针在y方向的倾角y°的基础上，通过公式(1)修正了阿贝误差后，使得测量结果由相对变化量转化为绝对变化量，相对于传统杠杆表，本专利技术的测量精度更高，而且能够融入智能制造中，相对于现有的数字杠杆表，成本更低。其次，本专利技术提供的线位移传感器在使用时对位姿摆放要求更低，进一步降低了初学者使用的学习成本，有助于提高测量结果的可靠性与工作效率。
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1.一种高精度线位移传感器，其特征在于，包括转动设置在壳体内的转轴，所述转轴的一端固定有测针，所述转轴的另一端连接有角度编码器，所述角度编码器与测针之间的转轴上还设有位姿传感器。
2.根据权利要求1所述的高精度线位移传感器，其特征在于，所述测针螺纹连接在转轴上。
3.根据权利要求1所述的高精度线位移传感器，其特征在于，所述位姿传感器通过粘接的方式固定在转轴上。
4.根据权利要求1所述的高精度线位移传感器，其特征在于，还包括显示屏和控制器，所述控制器分别与显示屏、角度编码器和位姿传感器通信连接。
5.一种包括权利要求1-4任一项所述的高精度线位移传感器的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤S2之后还包括如下步骤：将待测工件的高度变化值H显示在显示屏上。
7.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤S1中，通过角度编码器获得测针转动的角度p°。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，在步骤S1中，通过位姿传感器获得测针在X方向的倾角
9.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，当测针在Y方向的倾角为0°时，还可以通过下面公式(2)计算出待测工件的高度变化值H：
10.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤S2中，公式(1)获得的具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种高精度线位移传感器，其特征在于，包括转动设置在壳体内的转轴，所述转轴的一端固定有测针，所述转轴的另一端连接有角度编码器，所述角度编码器与测针之间的转轴上还设有位姿传感器。
2.根据权利要求1所述的高精度线位移传感器，其特征在于，所述测针螺纹连接在转轴上。
3.根据权利要求1所述的高精度线位移传感器，其特征在于，所述位姿传感器通过粘接的方式固定在转轴上。
4.根据权利要求1所述的高精度线位移传感器，其特征在于，还包括显示屏和控制器，所述控制器分别与显示屏、角度编码器和位姿传感器通信连接。
5.一种包括权利要求1-4任一项所述的高精度线位移传感器的测量方法，其特征在于，包括如...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨璐，何锐波，姜世龙，张拥军，万凌锋，陈静，
申请(专利权)人：湖南省计量检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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