CN107907144A - 一种测斜传感器自动校准设备 - Google Patents

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张亦明
郁健
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Abstract

本发明公开了一种测斜传感器自动校准设备，包括机架、校准夹具、测斜传感器、高精度的倾角传感器、数据转发设备、电控箱、工控机和转动装置；所述校准夹具设有上面板、侧板、限位板和压板，所述侧板与上面板固定连接，所述限位板与侧板形成有若干个凹槽，若干个所述测斜传感器通过压板固定在凹槽内；所述转动装置包括水平设置的步进马达和驱动轴，所述驱动轴通过高精度的减速机与步进马达的转轴连接，所述校准夹具两端固定安装在驱动轴上，所述倾角传感器固定安装在上面板上表面，若干个所述测斜传感器和倾角传感器均通过数据线与数据转发设备连接，所述工控机与数据转发设备数据连接，所述工控机和步进电机分别电连接电控箱。

Description

一种测斜传感器自动校准设备
技术领域
本发明涉及了一种新型自动化仪表技术领域，尤其涉及一种测斜传感器自动校准设备。
背景技术
测斜仪器被应用于岩土工程原位监测中，尤其是在边坡、路基、土体坝及地下洞室的深层侧向位移监测。而测斜传感器作为测斜仪气的核心部件，其质量要求非常高。但目前测斜传感器的校准检验工作只能手动进行，操作麻烦，误差大，效率低。此外，还有现有技术面临校准检验需要多人协同操做、数据读取困难，数据计算复杂等问题，因此有必要开发一种测斜传感器的自动校准设备。
发明内容
未解决上述技术问题：本发明提供一种一次装夹能同时完成多个测斜传感器的校准检验工作的测斜传感器自动校准设备。
为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：
一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：包括机架、校准夹具、测斜传感器、高精度的倾角传感器、数据转发设备、电控箱、工控机和转动装置；所述校准夹具设有上面板、侧板、限位板和压板，所述侧板与上面板固定连接成倒置的L形结构，所述限位板位于侧板前方，所述压板位于限位板前方，限位板与侧板形成有若干个与测斜传感器大小相匹配的凹槽，若干个所述测斜传感器通过压板固定在凹槽内；所述转动装置的两端分别安装在机架的左右两端，转动装置包括水平设置的步进马达和驱动轴，所述驱动轴通过高精度的减速机与步进马达的转轴连接，所述校准夹具两端固定安装在驱动轴上，校准夹具的上面板和侧板均与驱动轴平行，所述倾角传感器固定安装在上面板上表面，所述数据转发设备位于上面板后方，数据转发设备设有环境传感器，若干个所述测斜传感器和倾角传感器均通过数据线与数据转发设备连接，所述工控机与数据转发设备数据连接，所述工控机和步进电机分别电连接电控箱，工控机用于接收、存储并处理数据转发设备传输的数据信息，并通过电控箱控制步进马达的工作。
进一步地，还包括打印机，所述打印机电连接电控箱，且数据连接工控机。
进一步地，所述电控箱、工控机和打印机均位于机架的外侧，电控箱与机架右侧壁固定连接，工控机和打印机固定安装在电控箱上方。
进一步地，所述数据转发设备通过螺钉与上面板固定连接。
进一步地，所述上面板两端固定安装有T形块，所述校准夹具通过T型块与驱动轴固定连接。
进一步地，所述压板设有一个固定端和一个压紧端，所述固定端位于凹槽外侧，且与侧板垂直，固定端通过螺丝或螺丝与限位板和侧板固定连接，所述压紧端连接在固定端的中部，压紧端位于凹槽正前方，压紧端用于将测斜传感器压紧固定在凹槽内。
进一步地，所述压紧端通过铰接轴与固定端中部铰接，且铰接轴上穿设有扭簧。
进一步地，若干个所述凹槽为横向并列设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在转动装置的驱动轴上安装校准夹具，校准夹具的上面板上设置倾角传感器，上面板后方设置带有环境传感器的数据转发设备，侧板和限位板形成的多个凹槽内安装测斜传感器，测斜传感器和倾角传感器通过数据线与数据转发设备连接，工控机数据连接数据转发设备，工控机通过电控箱控制步进马达的工作，从而本发明能够一次装夹能完成多个测斜传感器的自动校准检验工作，减少了误差，保证了测斜传感器的质量，同时本发明也解决了校准需要多人协同操做、数据读取困难，数据计算复杂等问题，提高了试验效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，加以详细说明。
附图说明
图1为本发明测斜传感器自动校准设备结构图。
图2为本发明在凹槽及压板部位处的局部放大图。
图中各标号对应的名称为：
1.机架； 2.步进马达； 3.减速机； 4.侧板；
5.压板； 6.限位板； 7.倾角传感器； 8.数据转发设备；
9.电控箱； 10.工控机； 11.环境传感器； 12.测斜传感器；
13.打印机； 51.固定端； 52.压紧端； 53.铰接轴。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种测斜传感器自动校准设备，包括机架1、校准夹具、测斜传感器12、高精度的倾角传感器7、数据转发设备8、电控箱9、工控机10、打印机13和转动装置。校准夹具设有上面板、侧板4、限位板6和压板5，侧板4与上面板固定连接成倒置的L形结构，限位板6位于侧板4前方，压板5位于限位板6前方，限位板6与侧板4形成有若干个与测斜传感器12大小相匹配的横向并列排布的凹槽。压板5设有一个固定端51和一个压紧端52，固定端51位于凹槽外侧，且与侧板4垂直，固定端51通过螺丝或螺丝与限位板6和侧板4固定连接，压紧端52通过铰接轴53与固定端51中部铰接，且铰接轴53上穿设有扭簧(图中未示出)。压紧端52位于凹槽正前方，压紧端52通过扭簧将测斜传感器12压紧固定在凹槽内。转动装置的两端分别安装在机架1的左右两端，转动装置包括水平设置的步进马达2和驱动轴，驱动轴通过高精度的减速机3与步进马达2的转轴连接。上面板两端固定安装有T形块，校准夹具通过T型块与驱动轴固定连接，且校准夹具的上面板和侧板4均与驱动轴平行。倾角传感器7固定安装在上面板上表面，数据转发设备8位于上面板后方，并通过螺钉与上面板固定连接，数据转发设备8安装有环境传感器11。电控箱9、工控机10和打印机13均位于机架1的外侧，电控箱9与机架1右侧壁固定连接，工控机10和打印机13固定安装在电控箱9上方。若干个测斜传感器12和倾角传感器7均通过数据线与数据转发设备8连接，数据转发设备8和打印机13分别与工控机10数据连接，工控机10、打印机13和步进电机分别电连接电控箱9。工控机10用于接收、存储并处理数据转发设备8传输的数据信息，并通过电控箱9控制步进马达2的工作。
本发明的校准过程：
打开校准夹具的压板5的压紧端，将测斜传感器12放入由限位板6和侧板4形成的凹槽内，确定传感器底部紧贴在侧板4表面后，松开压紧端，使测斜传感器12被压板5固定在校准夹具内。连上测斜传感器12与数据转发设备8的连线。在工控机10的屏幕上选择量程、分级、精度等级，然后点击开始按键。工控机10通过环境传感器11获得温度、湿度、大气压力等当前环境数据。
温度校准：工控机10通过数据转发设备8向各工位的测斜传感器12发送上一部获取的环境温度数据，对测斜传感器12进行温度校准，测斜传感器12接收到数据后通过数据转发设备8向工控机10返回校准后的温度数据，以便检验各工位测斜传感器12的温度校准是否成功。倾角精确归零：工控机10读取高精度倾角传感器7的角度值，判断当前倾角是否为0度，若倾角不为0度，则工控机10通过电控箱9控制步进马达2旋转，步进马达2通过高精度减速机3精准转动至倾角0度。
角度校准：工控机10通过电控箱9控制步进马达2旋转，步进马达2通过高精度减速机3精准转动至预设的校准角度位置，工控机10通过数据转发设备8向测斜传感器12发送校准指令，测斜传感器12进行自动校准，校准结束后，测斜传感器12通过数据转发设备8返回校准值给工控机10。
检验：工控机10根据之前设置的量程、分级计算所有需要检验的目标角度位置，工控机10通过电控箱9控制步进马达2旋转，步进马达2通过高精度减速机3依次精准转动至各目标角度位置，工控机10依次读取并记录高精度倾角传感器7在各目标角度下对应的倾角值，工控机10依次通过数据转发设备8读取并记录测斜传感器12在各目标角度下的输出值。工控机10计算机向步进马达2发送脉冲，步进马达2通过高精度减速机3转至装卸位置。
工控机10根据以上数据，计算各测斜传感器12的误差，若误差超过设定的允许误差则判定为不合格产品。工控机10生成产品序列号，然后将产品序列号写入合格的测斜传感器12内。工控机10将合格测斜传感器12的序列号、校准检验日期、环境参数、详细检验数据等信息发送至产品数据服务器保存。打印机13打印产品合格标签、合格证和不合格标签，将打印出来的标签按照工位顺序依次贴到测斜传感器12上，卸下产品，完成校准检验工作。
本发明可以一次对一批测斜传感器同时进行校准和检验，校准检验过程全部由计算机智能控制，提高了校准检验的效率和准确性，同时测斜传感器的校准数据和校准环境数据等信息在产品数据后台服务器中保存，方便随时查询回溯产品信息，实现了智能化和信息化。
本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：包括机架、校准夹具、测斜传感器、高精度的倾角传感器、数据转发设备、电控箱、工控机和转动装置；所述校准夹具设有上面板、侧板、限位板和压板，所述侧板与上面板固定连接成倒置的L形结构，所述限位板位于侧板前方，所述压板位于限位板前方，限位板与侧板形成有若干个与测斜传感器大小相匹配的凹槽，若干个所述测斜传感器通过压板固定在凹槽内；所述转动装置的两端分别安装在机架的左右两端，转动装置包括水平设置的步进马达和驱动轴，所述驱动轴通过高精度的减速机与步进马达的转轴连接，所述校准夹具两端固定安装在驱动轴上，校准夹具的上面板和侧板均与驱动轴平行，所述倾角传感器固定安装在上面板上表面，所述数据转发设备位于上面板后方，数据转发设备设有环境传感器，若干个所述测斜传感器和倾角传感器均通过数据线与数据转发设备连接，所述工控机与数据转发设备数据连接，所述工控机和步进电机分别电连接电控箱，工控机用于接收、存储并处理数据转发设备传输的数据信息，并通过电控箱控制步进马达的工作。
2.如权利要求1所述的一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：还包括打印机，所述打印机电连接电控箱，且数据连接工控机。
3.如权利要求2所述的一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：所述电控箱、工控机和打印机均位于机架的外侧，电控箱与机架右侧壁固定连接，工控机和打印机固定安装在电控箱上方。
4.如权利要求1所述的一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：所述数据转发设备通过螺钉与上面板固定连接。
5.如权利要求1所述的一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：所述上面板两端固定安装有T形块，所述校准夹具通过T型块与驱动轴固定连接。
6.如权利要求1所述的一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：所述压板设有一个固定端和一个压紧端，所述固定端位于凹槽外侧，且与侧板垂直，固定端通过螺丝或螺丝与限位板和侧板固定连接，所述压紧端连接在固定端的中部，压紧端位于凹槽正前方，压紧端用于将测斜传感器压紧固定在凹槽内。
7.如权利要求6所述的一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：所述压紧端通过铰接轴与固定端中部铰接，且铰接轴上穿设有扭簧。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种测斜传感器自动校准设备，其特征在于：若干个所述凹槽为横向并列设置。
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