CN103697819A - 一种微位移传感器标定装置 - Google Patents

Abstract

一种微位移传感器标定装置属于精密微动调整与检测领域，目的在于解决现有技术存在的测量的重复定位精度差和长期稳定性差的问题。本发明包括调整架、压电驱动器和标定基准组件；所述压电驱动器固定在所述调整架上，所述压电驱动器驱动调整架的运动杆运动，所述标定基准组件固定在所述调整架上，所述标定基准组件组件与待标定微位移传感器同时测量所述运动杆的输出位移量。本发明提供了一种能够提供微位移的运动装置和一种作为检测基准的精度更高传感器光栅尺，通过光栅尺和待标定微位移传感器同时测量运动杆的输出位移，实现对待标定微位移传感器的标定。本标定装置具有结构简单，运动过程中不存在摩擦和回程误差，重复定位精度高和长期稳定性好。

Description

一种微位移传感器标定装置

技术领域

本发明属于精密微动调整与检测领域，具体涉及一种微位移传感器标定装置。

背景技术

微位移传感器作为精密微动调整机构的检测装置，其性能指标直接决定了调整机构的闭环控制精度，因此需要对其进行标定。

公开号为CN202501835U的中国专利公开了一项名称为立式直线位移传感器标定/校准装置的技术方案，该装置采用直线电机作为驱动，采用精密导轨座作为导向，采用光栅尺作为标定基准，但是由于采用了直线电机和导轨，运动过程中存在着摩擦、回程误差等缺点，影响测量的重复定位精度和长期稳定性。公开号为CN102374846A的中国专利公开了一项发明名称为一种封闭式位移传感器标定装置的技术方案，被测传感器动环安装在动轴上，动轴采用动力电机作为驱动，采用角接触轴承作为支撑，另一侧的标准传感器通过微分头进行导向，轴承作为导向，但是由于采用了动力电机和轴承，运动过程中同样存在摩擦、回程误差等缺点，并且所需的零部件多，加工、装调的难度加大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种微位移传感器标定装置，解决现有技术存在的测量的重复定位精度差和长期稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明的一种微位移传感器标定装置包括调整架、压电驱动器和标定基准组件；

所述压电驱动器固定在所述调整架上，所述压电驱动器驱动调整架的运动杆实现运动，所述标定基准组件固定在所述调整架上，所述标定基准组件与待标定微位移传感器同时测量所述运动杆的输出位移量。

所述调整架包括调整架外框、外侧连杆、内侧连杆、上连杆、下连杆和运动杆；所述调整架外框分别通过两个外侧连杆与上连杆和下连杆连接，所述运动杆分别通过两个内侧连杆与上连杆和下连杆连接，所述外侧连杆与上连杆、下连杆和调整架外框通过柔性铰链连接，所述内侧连杆与上连杆、下连杆和运动杆通过柔性铰链连接。

所述调整架为一体式结构，整体关于运动杆长轴对称，所述调整架通过慢走丝线切割或者电化学腐蚀加工。

压电驱动器固定在调整架外框上，驱动运动杆运动，所述标定基准组件固定在所述调整架外框上，所述标定基准组件与安装在所述调整架外框上的待标定微位移传感器同时测量所述运动杆的输出位移量。

所述标定基准组件包括光栅尺、光栅尺读数头和读数头支架，所述光栅尺粘接固定在运动杆上，所述光栅尺读数头通过销钉固定在读数头支架上，所述读数头支架通过螺钉固定在调整架外框上，所述读数头与所述运动杆的运动方向垂直，所述光栅尺读数头通过测量光栅尺运动得到的数据作为输出位移量的基准数据。

本发明的有益效果为：本发明的一种微位移传感器标定装置在微位移传感器标定过程中，提供了一种能够提供微位移的运动装置和一种作为检测基准的精度更高传感器光栅尺，通过光栅尺和待标定微位移传感器同时测量运动杆的输出位移，实现对待标定微位移传感器的标定。本发明结构简单，运动过程中不存在摩擦和回程误差的缺点，重复定位精度高、长期稳定性好。

附图说明

图1为本发明的一种微位移传感器标定装置整体结构主视图；

图2为本发明的一种微位移传感器标定装置整体结构示意图；

图3为本发明的一种微位移传感器标定装置中的调整架结构示意图；

其中：1、调整架，101、调整架外框，102、外侧连杆，103、内侧连杆，104、上连杆，105、下连杆，106、运动杆，107、柔性铰链，2、压电驱动器，3、待标定微位移传感器，4、标定基准组件，401、光栅尺，402、光栅尺读数头，403、读数头支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1、附图2和附图3，本发明所述的一种微位移传感器标定装置包括调整架1、压电驱动器2和标定基准组件4；

所述压电驱动器2固定在所述调整架1上，并将输入位移作用在调整架1的运动杆106，驱动调整架1的运动杆106运动，所述待标定微位移传感器3固定在调整架1的另一侧，用于测量运动杆106的输出位移量，所述标定基准组件4固定在所述调整架1上，所述标定基准组件4与待标定微位移传感器3同时测量所述运动杆106的输出位移量，进而实现对待标定微位移传感器3的标定。

所述调整架1包括调整架外框101、外侧连杆102、内侧连杆103、上连杆104、下连杆105和运动杆106；所述调整架外框101分别通过两个外侧连杆102与上连杆104和下连杆105连接，所述运动杆106分别通过两个内侧连杆103与上连杆104和下连杆105连接，所述压电驱动器2固定在调整架外框101上，驱动运动杆106运动，所述外侧连杆102与上连杆104、下连杆105和调整架外框101通过柔性铰链107连接，所述内侧连杆103与上连杆104、下连杆105和运动杆106通过柔性铰链107连接，所述运动杆106靠近待标定微位移传感器3一侧的端部在水平方向上与所述待标定微位移传感器3测量面应满足以下条件：运动杆106的运动行程大于待标定微位移传感器3的量程，并且在运动杆106运动过程中，不会碰触到待标定微位移传感器3的测量面。

所述调整架1是以运动杆106为对称轴的轴对称一体式结构，所述调整架1通过慢走丝线切割或者电化学腐蚀加工。

所述标定基准组件4包括光栅尺401、光栅尺读数头402和读数头支架403，所述光栅尺401粘接固定在运动杆106上，所述光栅尺读数头402通过销钉固定在读数头支架403上，所述读数头支架403通过螺钉固定在调整架外框101上，所述光栅尺读数头402与所述运动杆106的运动方向垂直，所述光栅尺读数头402通过测量光栅尺401运动得到的数据作为输出位移量的基准数据。

调整架1的运动杆106与调整架外框101之间通过多个内侧连杆103、外侧连杆102、柔性铰链107以及上连杆104和下连杆105进行连接，能够利用柔性铰链107的弹性变形传递沿运动杆106方向的位移。因此，当固定在调整架外框101上的压电驱动器2运动时，能够推动运动杆106沿其轴向运动。此时固定在调整架外框101另一侧的待标定微位移传感器3能够检测到运动杆106的位移数据。同时由读数头支架403固定在调整架外框101上的光栅尺读数头402也会通过测量光栅尺401的运动得到运动杆106的位移数据。由于高精度光栅尺401的测量精度高于待标定微位移传感器3的测量精度，因此可以通过光栅尺401的测量数据对待标定微位移传感器3的数据进行修正，从而完成待标定微位移传感器3的标定。

Claims (5)

1.一种微位移传感器标定装置，其特征在于，包括调整架（1）、压电驱动器（2）和标定基准组件（4）；

所述压电驱动器（2）固定在所述调整架（1）上，所述压电驱动器（2）驱动调整架（1）的运动杆（106）运动，所述标定基准组件（4）固定在所述调整架（1）上，所述标定基准组件（4）与待标定微位移传感器（3）同时测量所述运动杆（106）的输出位移量。

2.根据权利要求1所述的一种微位移传感器标定装置，其特征在于，所述调整架（1）包括调整架外框（101）、外侧连杆（102）、内侧连杆（103）、上连杆（104）、下连杆（105）和运动杆（106）；所述调整架外框（101）分别通过两个外侧连杆（102）与上连杆（104）和下连杆（105）连接，所述运动杆（106）分别通过两个内侧连杆（103）与上连杆（104）和下连杆（105）连接，所述外侧连杆（102）与上连杆（104）、下连杆（105）和调整架外框（101）通过柔性铰链（107）连接，所述内侧连杆（103）与上连杆（104）、下连杆（105）和运动杆（106）通过柔性铰链（107）连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种微位移传感器标定装置，其特征在于，所述调整架（1）为一体式结构，整体关于调整架（1）的运动杆（106）长轴对称，所述调整架（1）通过慢走丝线切割或者电化学腐蚀加工。

4.根据权利要求2所述的一种微位移传感器标定装置，其特征在于，压电驱动器（2）固定在调整架外框（101）上，驱动运动杆（106）运动，所述标定基准组件（4）固定在所述调整架外框（101）上，所述标定基准组件（4）与安装在所述调整架外框（101）上的待标定微位移传感器（3）同时测量所述运动杆（106）的输出位移量。

5.根据权利要求1所述的一种微位移传感器标定装置，其特征在于，所述标定基准组件（4）包括光栅尺（401）、光栅尺读数头（402）和读数头支架（403），所述光栅尺（401）粘接固定在运动杆（106）上，所述光栅尺读数头（402）通过销钉固定在读数头支架（403）上，所述读数头支架（403）通过螺钉固定在调整架外框（101）上，所述读数头与所述运动杆（106）的运动方向垂直，所述光栅尺读数头（402）通过测量光栅尺（401）运动得到的数据作为输出位移量的基准数据。

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