本发明专利技术公开了一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置，该装置利用超低热膨胀系数的垫片，和普通材料制造的探头固定结构、弹性体，以及目标导体片、支架、底座构成一个非常精确稳定的位移固定系统。不同于以往的测量装置全部采用低温漂的因瓦（Invar）合金等材料制造的温度漂移测量装置，本装置的主体可以是廉价而易于加工制造的常用材料，确定位移的垫片采用低热膨胀系数的材料制造。本发明专利技术装置可以用来精确测量高分辨率电涡流位移传感器的温度漂移，还可以安装精密位移制动器来校准灵敏度和线性度等。基于本发明专利技术的涡流传感器温度系数测量装置，结构简单，成本低，而且其所固定的位移温漂系数可以低至1nm/℃以下。
【技术实现步骤摘要】
一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置
本专利技术涉及位移传感器的温度漂移系数测量，尤其涉及一种电涡流位移传感器的温度漂移系数的测量装置。
技术介绍
电涡流传感器由于能工作在各种恶劣的环境下，在各种工业应用和科学研究中得到了广泛的应用。相对于电容式位移传感器和光学位移传感器对各种环境参数的高敏感性，电涡流传感器可以工作在很多极端的环境下，比如高温，低温，或者受污染环境，甚至在一些液体环境里。然而，在一些高精度的位移测量中，电涡流位移传感器相对较大的温度漂移系数限制了其应用。为了给出电涡流传感器的温度漂移系数指标，或者为了校正其温度漂移，需要精确测量其温度漂移系数。目前已有的电涡流位移传感器温度系数测量装置都昂贵而复杂。并且已有的温度系数测量装置没有考虑支架本身的热膨胀系数，因此系统本身有一个温度系数，造成测量的温度系数并不准确；或者直接采用因瓦合金等低热膨胀系数的材料制造探头和目标固定系统，价格昂贵。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置，其为简单、低价、有效的测量装置，实现了非常高稳定性的位移固定精度，可以精确标定电涡流位移传感器的温度系数。本专利技术采用的技术方案为:一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置，该装置包括:底座、螺旋测微头、锁紧螺钉、弹性体、标准垫片、压紧机构、同轴电缆、电涡流位移传感器探头、目标导体片以及带V型槽和圆柱孔的支架；支架固定在底座上，电涡流位移传感器探头由压紧机构固定在`支架的V型槽中，目标导体片和电涡流位移传感器探头之间的距离由标准垫片确定，轴线与电涡流位移传感器探头平行的螺旋测微头通过弹性体将目标导体片压紧到标准垫片上，螺旋测微头安装到支架的圆柱孔中，并通过锁紧螺钉固定，电涡流位移传感器探头的探测信号通过同轴电缆输出。进一步的，电涡流位移传感器探头放入支架的V型槽中，弹簧柱塞通过支架侧板的圆柱孔固定在支架上，弹簧柱塞的前端压到压块上，压块的圆弧面与传感器探头的圆柱面接触，调节压紧机构的旋钮螺帽，能够改变施加在探头上的力，压力应该适中，能保证很好的固定传感器探头，同时又不能损坏传感器的外壳，组装位移固定部分时，首先选取需要的固定厚度的超低热膨胀系数的标准垫片贴到传感器探头的前端面上，然后把目标导体片贴到标准垫片上，再加弹性体压到目标导体片上，再缓慢调节螺旋测微头，使测杆往探头方向移动，逐渐压紧弹性体，直到弹性体产生一个明显变形为止，弹性体的压力也应该适中。进一步的，目标导体片和电涡流位移传感器探头之间的距离由标准垫片确定。进一步的，标准垫片采用超低热膨胀系数的材料制造，能够采用石英玻璃。进一步的，弹性体的刚度K1远远小于标准垫片的刚度K2 Α?。进一步的，V型槽两侧关于垂直面对称，V型槽的中线和螺旋测微探头的轴线平行。进一步的，螺旋测微探头采用公法螺旋测微仪探头，其测杆在移动的时候不转动，因此系统热胀冷缩时，测头不会对弹性体产生扭转力。本专利技术的原理在于:本专利技术的核心思想是:电涡流传感器探头放在V型槽中，通过压紧机构施加向下的压紧力固定在V型槽中，保证了安装之后的涡流传感器的轴线和螺旋测微仪的测头轴线平行，不存在俯仰或者左右偏斜角度。同时电涡流传感器的前后位置并没有固定，在热胀冷缩中可以自由变形，保证了电涡流传感器测量过程中不产生热变形。标准垫片采用超低热膨胀系数的材料制作，其厚度的温度稳定性非常高。通过刚度很低的弹性体提供一个合适的预压力，但弹性体受到热应力时，会首先产生变形，补偿了其它部件的热变形，使得目标导体片和标准垫片以及电涡流探头始终保持接触。这样，电涡流传感器探头和目标导体片之间的距离由标准垫片的厚度确定，因此本专利技术装置所确定的电涡流传感器探头和目标导体距离的温度稳定性非常高。本专利技术装置具有低成本，结构简单，易于调节使用等优点，在电涡流传感器温度系数的精密测量中具有重要应用价值。本专利技术所述的一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置，主要由带V型槽和圆柱孔的支架、螺旋测微头、电涡流位移传感器探头、压紧机构、弹性体、目标导体片和标准垫片组成。其中电涡流位移传感器探头通过压紧机构固定在支架的V型槽中；螺旋测微头通过锁紧螺钉固定在支架上的圆孔中。工作时，将螺旋测微头向探头方向移动，通过弹性体，压紧目标导体片，使目标导体片和探头都与标准垫片在一定压力下保持接触。当螺旋测微头向探头方向移动，施加一定的预紧力在弹性体上时弹性体受压缩产生了一定的变形。由于厚度方向的刚度K = EA/L,弹性体的杨氏模量远小于标准垫片的杨氏模量E1KE2,再者弹性体的长度(厚度)要比标准垫片的厚度大很多倍，L1 > L2，而且A1 < A2,因此K1KK2。在系统热胀冷缩的过程中，由于支架和测微杆长度会发生变化，造成弹性体上的压力的改变，长度也发生改变，从而保持目标导体片和探头始终与标准垫片在一定压力下接触。由于弹性体的刚度很低，因此热胀冷缩变形引起的内应力很小，由热应力引起的标准垫片厚度的改变完全可以忽略不计。标准垫片采用石英玻璃等超低热膨胀系数的材料制造，假设所用石英玻璃片的厚度为1mm，热膨胀系数为0.5ppm/°C，则其厚度变化的温度系数为0.5nm/°C。高分辨率的电涡流传感器的探测距离通常都在1_以下，因此标准垫片的厚度随温度的变化可以忽略不计。螺旋测微头可以直接采用标准的25mm、15mm或者其它的测微头，调节和安装都很方便。支架可以采用铝或者钢等材料制造，成本低廉，容易加工，保证测微头的安装孔和探头安装的V型面的加工的形位公差，即可保证整个系统工作良好。支架可以直接安装在隔振平台上，也可以安装在设计好的任何底座上。支架可以设计成卧式的，也可以设计成立式的。电涡流位移传感器探头直径可以在一定范围里面变化，在必要的时候，还可以通过改变V型槽的尺寸，来适应相应的探头直径。整个位移固定机构在探头轴线以外的方向都是自由的，可以自由变形，不会因为热变形，产生热应力。因此，即使存一些细微的加工或者安装误差，系统热胀冷缩时仍然可以保证目标和探头的距离保持稳定。本专利技术与现有技术相比的优点为:(I)、不同于以往的测量装置全部采用低温漂的因瓦合金等材料制造的温度漂移测量装置，本装置的主体可以是廉价而易于加工制造的常用材料，确定位移的垫片采用低热膨胀系数的材料制造即可。(2)、本专利技术装置中的传感器探头采用V型槽、带圆弧面的压块和弹簧柱塞构成的压紧机构来固定。传感器探头固定可靠，定位精度高。探头通过压块的圆弧面均匀受力，不会造成变形。通过弹簧柱塞施加到压紧滑块上一个适当的压力，结构简单，压力可以通过安装在弹簧柱塞上的旋钮螺帽进行手动调节。此外V型槽和圆弧压块固定探头，可以适用于一个很大范围尺寸的探头。小直径和大直径的探头，都可以很好实现良好、精确的固定。(3)、位移固定机构采用简单的螺旋测微头和弹性体压紧，通过低热膨胀系数的标准垫片确定位移。结构简单、可靠，位移稳定性高，拆卸、安装都很方便，不需要任何工具。本专利技术装置所固定的位移的热膨胀系数低于lnm/°C，可以用来精确测量高分辨率电涡流位移传感器的温度漂移系数，同时还可以用来校准灵敏度和线性度等。【附图说明】图1为本专利技术装置结构示意图(卧式)；图2为本专利技术装置结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置，其特征在于：该装置包括：底座（1）、螺旋测微头（2）、锁紧螺钉（3）、弹性体（4）、标准垫片（5）、压紧机构（6）、同轴电缆（7）、电涡流位移传感器探头（8）、目标导体片（9）、固定螺钉（10）和带V型槽和圆柱孔的支架（11）；支架（11）固定在底座（1）上，电涡流位移传感器探头（8）由压紧机构（6）固定在支架（11）的V型槽中，目标导体片（9）和电涡流位移传感器探头（8）之间的距离由标准垫片（5）确定，轴线与电涡流位移传感器探头（8）平行的螺旋测微头（2）通过弹性体（4）将目标导体片（9）压紧到标准垫片（5）上，螺旋测微头（2）安装到支架（11）的圆柱孔中，并通过锁紧螺钉（3）固定，电涡流位移传感器探头（8）的探测信号通过同轴电缆（7）输出。
【技术特征摘要】
1.一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置，其特征在于:该装置包括:底座(I)、螺旋测微头(2)、锁紧螺钉(3)、弹性体(4)、标准垫片(5)、压紧机构(6)、同轴电缆(7)、电涡流位移传感器探头(8)、目标导体片(9)、固定螺钉(10)和带V型槽和圆柱孔的支架(11);支架(11)固定在底座(I)上，电涡流位移传感器探头(8)由压紧机构(6)固定在支架(11)的V型槽中，目标导体片(9)和电涡流位移传感器探头(8)之间的距离由标准垫片(5)确定，轴线与电涡流位移传感器探头(8)平行的螺旋测微头(2)通过弹性体(4)将目标导体片(9)压紧到标准垫片(5)上，螺旋测微头(2)安装到支架(11)的圆柱孔中，并通过锁紧螺钉(3)固定，电涡流位移传感器探头(8)的探测信号通过同轴电缆(7)输出。2.根据权利要求1所述的一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置，其特征在于:电涡流位移传感器探头(8)放入支架(11)的V型槽中，弹簧柱塞通过支架侧板的圆柱孔固定在支架上，弹簧柱塞的前端压到压块上，压块的圆弧面与传感器探头的圆柱面接触，调节压紧机构的旋钮螺帽，能够改变施加在探头上的力，压力应该适中，能保证很好的固定传感器探头，同时又不能损坏传感器的外壳，组装位移固定部...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯志华，王洪波，刘永斌，李伟，张连生，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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