線位移傳感器在線校準(zhǔn)夾具的設(shè)計(jì)

■文/俞　躍

線位移傳感器在線校準(zhǔn)夾具的設(shè)計(jì)

■文/俞躍

這是一種可校準(zhǔn)線上使用的直線位移傳感器的校準(zhǔn)夾具，該系統(tǒng)由V型夾具及螺旋測微桿組成，可實(shí)現(xiàn)在不拆卸傳感器的情況下對直線位移傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，從而提高工作效率。

在生產(chǎn)制造或者檢測的企業(yè)中，生產(chǎn)線上運(yùn)用到大量的線位移傳感器，如輪廓試驗(yàn)中測量形變量的位移傳感器，測量門窗平整度的位移傳感器等。為了保證這些傳感器的正常使用，計(jì)量機(jī)構(gòu)須定期進(jìn)行校準(zhǔn)，目前的狀況基本都為拆卸校準(zhǔn)，即將其從生產(chǎn)線拆卸下來再用固定的工作臺夾具等設(shè)備進(jìn)行固定并校準(zhǔn)，過程較為繁瑣。并且重新安裝后需要再次調(diào)試，容易造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。為此，筆者擬設(shè)計(jì)了一種可以在線校準(zhǔn)位移傳感器的夾具裝置，可以不進(jìn)行拆卸在線校準(zhǔn)，在面對大量的傳感器校準(zhǔn)工作時(shí)，可大大提高工作效率。

夾具的組成設(shè)計(jì)

本線位移傳感器專用夾具的組成包括兩相同的V型工作面，緊固套件、緊固套件螺釘，可調(diào)基準(zhǔn)工作面，以及連接支架(見圖1)。

圖1　支架示意圖

本夾具為對稱結(jié)構(gòu)，兩V型工作面同時(shí)固定在圓柱支架上，V型工作面中設(shè)置有方形孔洞，用來安裝緊固套件，兩V型工作面同時(shí)固定在圓柱支架上形成校準(zhǔn)夾具，一端V型工作面上固定可調(diào)基準(zhǔn)工作面，可采用螺旋測微式工作面(見圖2)，另一端可直接固定在被測線位移傳感器的軸套上，用緊固螺釘固定。

工作原理及使用方法

校準(zhǔn)時(shí)，將本夾具的一端固定在位移傳感器的軸套上，調(diào)節(jié)另一端的可調(diào)基準(zhǔn)工作面到位移傳感器的測量范圍內(nèi)，此時(shí)可根據(jù)線位移傳感器的測頭及測桿調(diào)整基準(zhǔn)工作面位置，使線位移傳感器的測桿或測頭與基準(zhǔn)工作面中心接觸適當(dāng)位移量，并固定基準(zhǔn)工作面。將可調(diào)工作面設(shè)置成零位，將線位移傳感器數(shù)值清零，然后配合4等量塊組中的量塊把線位移傳感器測量范圍分為五點(diǎn)校準(zhǔn)，例如，線位移傳感器的量程為50mm，可選取10mm、20mm、30mm、40mm、49mm量塊分別放入可調(diào)工作面與傳感器測頭之間，分別讀取傳感器示值，校準(zhǔn)結(jié)束后取下校準(zhǔn)夾具，校準(zhǔn)過程結(jié)束。

圖2　螺旋測微式工作面

技術(shù)要求

根據(jù)JJF 1305-2011 《線位移傳感器校準(zhǔn)規(guī)范》，傳感器的安裝應(yīng)盡量符合阿貝原則，所以本夾具的兩個(gè)V型工作面由中間圓柱支架相連，兩工作面延長面理論上應(yīng)該是重合的，以保證裝夾的位移傳感器測量面和基準(zhǔn)工作面在同一個(gè)測量軸線上。基準(zhǔn)工作面用來緊密接觸量塊，故對平面度有一定要求，不應(yīng)大于0.5μm，條件允許的情況下可根據(jù)實(shí)際情況選用更高精度的工作面。

為保證傳感器安裝符合阿貝原則及傳感器安裝調(diào)整的方便性，本線位移傳感器在線校準(zhǔn)夾具也可設(shè)計(jì)添加四維調(diào)整機(jī)構(gòu)，類似于磁性表座等測量裝置。四維調(diào)整機(jī)構(gòu)具有上下、左右平移和偏擺、俯仰調(diào)整功能，可保證位移傳感器的伸縮軸線與測量基準(zhǔn)在同一直線上。此設(shè)計(jì)不再本文討論范圍內(nèi)，可在本位移傳感器專用夾具的基礎(chǔ)上延伸設(shè)計(jì)。

結(jié) 論

此線位移傳感器在線校準(zhǔn)夾具可以解決大部分線上位移傳感器校準(zhǔn)難的問題，滿足了線位移傳感器的校準(zhǔn)需求。可廣泛用于位移傳感器的實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)和位移傳感器生產(chǎn)檢測需要，可提升本所在位移傳感器校準(zhǔn)和檢測方面的能力。

（作者單位：安徽省蕪湖市計(jì)量測試研究所）