CN204479056U - 一种角位移传感器校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角位移传感器校准装置，包括平板、立轴式多齿分度台、两个立柱、滚珠花键副、微型波纹管联轴器、多功能数显表、压盖、上工作面，所述立柱固定在平板上，所述立柱上方设有上工作面，所述上工作面上安装有被校角位移传感器，所述压盖固定被校角位移传感器，所述平板上设有立轴式多齿分度台和多功能数显表，所述立轴式多齿分度台的中心孔内设有内螺纹，所述滚珠花键副的花键套一端具有外螺纹轴，所述外螺纹轴与立轴式多齿分度台连接，所述滚珠花键副的花键轴通过微型波纹管联轴器与被校角位移传感器的旋转轴相连接。本实用新型操作简单、方便、测量准确度高、不需要日常检测过程调中心等，很好地解决了角位移传感器角度校准的难题。

Description

一种角位移传感器校准装置

技术领域

本实用新型涉及一种校准装置，尤其是涉及一种角位移传感器校准装置。

背景技术

角位移传感器是一种能感受角位移量并转换成可用输出信号的测量仪器。按其工作原理可分为电阻式角位移传感器、电容式角位移传感器、电感式角位移传感器、差动变压式角位移传感器等等。角位移传感器具有灵敏度好、重复性好、准确度高、寿命长、可靠性好等特点，广泛应用于航空、电子、机械、纺织、船舶、冶金等行业中自动化的测量和监控***中。

国家规范JJF1352-2012《角位移传感器》校准规范中规定了角位移传感器主要计量性能有：线性度、回程误差和重复性等。但规范中没有明确规定采用什么标准装置实现线性度、回程误差和重复性的测量，仅仅提出了要校准角位移传感器，必须提供分度装置示值误差≤4″的装置才能校准角位移传感器的线性度、回程误差和重复性计量性能；目前现成的设备光学分度头、多齿分度台等测角设备都不能直接用来校准角位移传感器的线性度、回程误差和重复性。光学、数显分度头是以光学度盘、圆光栅或圆感应同步器等分度元件的测角仪器，其光学、数显分度头的最大分度误差在（2～20）″范围内，用光学、数显分度头提供标准角校准角位移传感器时，测量准确度比多齿分度台低，而且光学、数显分度头体积较大，操作不方便。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种操作简单、方便、测量准确度高的角位移传感器校准装置。本实用新型只要将角位移传感器的转轴通过微型波纹管联轴器（夹紧型）与花键轴连接好并锁紧就可以测量，不需要利用打表法调偏心等调节过程。

本实用新型的技术方案为：一种角位移传感器校准装置，包括平板、立轴式多齿分度台、两个立柱、滚珠花键副、微型波纹管联轴器、多功能数显表、压盖、上工作面，所述立柱固定在平板上，所述立柱上方设有上工作面，所述上工作面上安装有被校角位移传感器，所述压盖固定被校角位移传感器，所述平板上设有立轴式多齿分度台和多功能数显表，所述立轴式多齿分度台的中心孔内设有内螺纹，所述滚珠花键副的花键套一端具有外螺纹轴，所述外螺纹轴与立轴式多齿分度台连接，所述滚珠花键副的花键轴通过微型波纹管联轴器与被校角位移传感器的旋转轴相连接。

进一步地，所述花键套一端外螺纹轴的螺纹与立轴式多齿分度台中心孔的内螺纹相配合，所述外螺纹轴的长度与立轴式多齿分度台中心孔的长度相差1mm。

进一步地，所述花键套与花键轴为过盈配合。

进一步地，所述平板上设有用来测量角位移传感器输出信号的多功能数显表。

进一步地，所述微型波纹管联轴器为夹紧型。

进一步地，所述微型波纹管联轴器的材质为不锈钢。

进一步地，所述立柱为“L”型立柱，包括直角边和底直角边，所述底直角边通过螺栓固定在平板上。

进一步地，所述平板为大理石平板或铸铁平板。

进一步地，所述上工作面的材质为铝合金。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型采用了滚珠花键副，利用立轴式多齿分度台提供标准角时，立轴式多齿分度台上齿盘上升或下降时，仅仅带动滚珠花键副的花键套上升或下降，而花键轴不动，若花键轴不动，则通过联轴器与花键轴连在一起的角位移传感器就不动，角位器传感器在垂直方向上不产生位移，提高了测量精度；花键套与花键轴是过盈配合，基本无间隙，无论正转或反转都能提供准确的标准角；滚珠花键副的花键套一端加工成外螺纹，与多齿分度台回转中心孔的内螺纹孔相匹配，直接拧紧就可以保证滚珠花键副的花键轴与多齿分度台回转轴同轴，不需要利用打表法调角位移传感器的转轴与多齿分度台的回转轴的同轴度。本实用新型提供的分度误差为0.2″，可溯源到国家计量基准；本实用新型操作简单、不需要日常检测过程调中心等，很好的解决了角位移传感器角度校准的难题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型校准时的结构示意图；

图3是本实用新型滚珠花键副的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，本实用新型角位移传感器校准装置包括大理石平板1、立轴式多齿分度台2、两个立柱5、滚珠花键副3、微型波纹管联轴器4、多功能数显表8、压盖7、上工作面6，所述立柱5固定在大理石平板1上，所述立柱5上方设有上工作面6，所述上工作面6上安装有被校角位移传感器9，所述压盖7固定被校角位移传感器9，所述平板1上设有立轴式多齿分度台2和多功能数显表8，所述立轴式多齿分度台2的中心孔内设有内螺纹，所述滚珠花键副3的花键套32一端具有外螺纹轴33，所述外螺纹轴33与立轴式多齿分度台2连接，所述滚珠花键副3的花键轴31通过微型波纹管联轴器4与被校角位移传感器9的旋转轴相连接。

大理石平板1：用来放置720型立轴式多齿分度台2。根据JJG472-2007《多齿分度台检定规程》，检定多齿分度台计量性能要求时必须放置在1级平板上，为了使测量状态和使用状态保持一致，用多齿分度台校准角位移传感器时，必须配置至少1级平板，才能确保该多齿分度台提供准确的标准角。本装置是采用型号(600×450）mm、工作台工作面的平面度不超过6.5μm的大理石平板1，并有底座，调节底座确保大理石平板1水平。

720型立轴式多齿分度台2：放置在大理石平板1上，型号为720型，最大分度间隔误差为0.2″，测角重复性不超过：0.02″。在该装置中作用：提供标准角。

滚珠花键副3：如图3所示，滚珠花键副3包括花键轴31和花键套32，有三个作用，第一、连接作用：滚珠花键副3的一端加工成与多齿分度台2中心孔相匹配的外螺纹轴33，外螺纹轴33的长度与立轴式多齿分度台中心孔长度相差1mm。本装置外螺纹轴型号为M42×1.5，长度为4mm，直接拧在多齿分度台2中心孔内，确保多齿分度台2的旋转轴与花键轴31同轴。第二、多齿分度台2要形成一个标准角，多齿分度台2的上齿盘必须上升，上齿盘旋转一个标准角后，上齿盘下降与下齿盘啮合，就会形成一个标准角。本装置设计时首先要克服多齿分度台2上齿盘上升时，带动微型波纹管联轴器4、上工作面6、角位移传感器9一起上升。因为在测量过程中每一次上升会造成角位移传感器9轴向窜动，就会造成角位移传感器9旋转的角度与多齿分度台2旋转的角度不相等，就会造成测量误差。本装置采用滚珠花键副3，使测量过程中，上齿盘上升就会带动滚珠花键副3的花键套32上升，而花键轴31、微型波纹管联轴器4、上工作面6以及安装在上工作面6上的被校角位移传感器9不动，确保测量过程中在轴向不会产生相对移动，从而保证的测量准确度。第三、因为花键套32与花键轴31为过盈配合，滚珠花键副3可以将旋转方向的间隙控制在零间隙或过盈，这就保证了角位移传感器9正反转动的角度与多齿分度台2正反转动的标准角度相同。

微型波纹管联轴器4（夹紧型）：主要有三个功能，第一、连接功能：一端连接被校角位移传感器9旋转轴，另一端连接花键轴31。第二、连接时确保角位移传感器9的旋转轴与花键轴31同轴。第三、重量轻：由于微型波纹管联轴器4一端直接连接在角位移传感器9的旋转轴，若太重，就有可能使角位移传感器9的旋转轴与角位移传感器9的壳体脱落。本装置选用高柔性高级不锈钢材料制成的联轴器（德国产生的,型号分别为：MK-2-100-φ6-φ20），该联轴器适用于编码器、微型电机、微型传动轴、微型传感器、微型精密场合，是一种一体化结构无间隙传动的微型柔性精密联轴器，并可较大程度吸收安装同心度偏差。轴孔采用夹紧式结构，确保传动的无间隙以及同步性。该联轴器重量为125g左右，径向偏差为0.3mm，轴向偏差为1.2mm，角度偏差为2°。绝大多数角位移传感器的轴直径大小为6mm，但也部分角位移传感器的轴的直径为8mm或10mm，所以该装置也配置了 MK-2-100-φ8-φ20和 MK-2-100-φ10-φ20两种微型波纹管联轴器（夹紧型）。

立柱5：主要作用支撑上工作面6，确保上工作面6水平，以便角位移传感器9的旋转轴垂直向下。该立柱5是由45#钢制成的“L”性结构，该L型立柱垂直度均小于8μm/200mm,直角边：380×100×15，低直角边：85×100×10，低直角边有螺丝孔，通过螺栓使立柱5固定在上大理石平板1上，直角边上也有螺丝孔M4，用来固定上工作面6的。

上工作面6：是用来安装被测件---角位移传感器9,该工作面是由(400×100×12）mm铝合金制成。

多功能数显表8：用来测量角位移传感器9输出信号的，输出的信号一般为电流、电压或电阻值。本装置为6.5位高精度数字多用表（型号8846A ，制造厂家：FLUCK，Vdc 准确度达0.0024%）。

对本装置采用的0级720型立轴式多齿分度台，其最大分度间隔误差为0.2″,则该装置提供分度装置示值误差≤0.2″。远远满足国家规范JJF1352-2012《角位移传感器》校准规范中规定的装置必须提供分度装置示值误差≤4″的要求。

如图2所述，角位移传感器9的校准过程如下：

将被校准的角位移传感器9放置在已经水平的上工作面6上，先用微型波纹管联轴器4将角位移传感器9转轴与花键轴31连接并夹紧，再用压盖7将角位移传感器9固定在上工作面6上。应根据角位移传感器9的旋转轴的直径大小选择相应的微型波纹管联轴器4，将微型波纹管联轴器4一端与角位移传感器9连接，另一端与花键轴31连接并夹紧，就可以按照JJF1352-2012《角位移传感器》校准规范的规定的校准方法对校准点进行校准，校准完后，按照规范规定的方法进行数据处理，就可以得到该角位移传感器9的线性度、回程误差和重复性等结果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种角位移传感器校准装置，其特征是，包括平板、立轴式多齿分度台、两个立柱、滚珠花键副、微型波纹管联轴器、多功能数显表、压盖、上工作面，所述立柱固定在平板上，所述立柱上方设有上工作面，所述上工作面上安装有被校角位移传感器，所述压盖固定被校角位移传感器，所述平板上设有立轴式多齿分度台和多功能数显表，所述立轴式多齿分度台的中心孔内设有内螺纹，所述滚珠花键副的花键套一端具有外螺纹轴，所述外螺纹轴与立轴式多齿分度台连接，所述滚珠花键副的花键轴通过微型波纹管联轴器与被校角位移传感器的旋转轴相连接。

2.根据权利要求1所述的一种角位移传感器校准装置，其特征是，所述花键套一端外螺纹轴的螺纹与立轴式多齿分度台中心孔的内螺纹相配合，所述外螺纹轴的长度与立轴式多齿分度台中心孔的长度相差1mm。

3.根据权利要求2所述的一种角位移传感器校准装置，其特征是，所述花键套与花键轴为过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种角位移传感器校准装置，其特征是，所述微型波纹管联轴器为夹紧型。

5.根据权利要求1所述的一种角位移传感器校准装置，其特征是，所述微型波纹管联轴器的材质为不锈钢。

6.根据权利要求1所述的一种角位移传感器校准装置，其特征是，所述立柱为“L”型立柱，包括直角边和底直角边，所述底直角边通过螺栓固定在平板上。

7.根据权利要求1所述的一种角位移传感器校准装置，其特征是，所述平板为大理石平板或铸铁平板。

8.根据权利要求1所述的一种角位移传感器校准装置，其特征是，所述上工作面的材质为铝合金。