[實(shí)用新型]大量程亞微米級(jí)高精度氣電轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320694419.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203561342U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣文郁;賀黎明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫市邁日機(jī)器制造有限公司
• 主分類號(hào): G01B13/00
• 分類號(hào): G01B13/00;G01D5/56
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種轉(zhuǎn)換器?，尤其涉及一種大量程亞微米級(jí)高精度氣電轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

氣電轉(zhuǎn)換器可進(jìn)行諸如內(nèi)徑、外徑、錐度、平行度等多種尺寸公差及形位公差的測(cè)量，被廣泛應(yīng)用于汽車零部件，家用空調(diào)/冰箱壓縮機(jī)，軸承及航空航天等高精密零件測(cè)量。已有的氣電轉(zhuǎn)換器精度相對(duì)較低，測(cè)量范圍在±20um時(shí)，精度為0.8um；測(cè)量范圍在±40um時(shí)，精度在1.6um。并且在進(jìn)行多品種，高精度測(cè)量時(shí)，需頻繁調(diào)整測(cè)量線性段倍率，給現(xiàn)場(chǎng)使用和調(diào)整帶來(lái)較大不便，也影響了測(cè)量設(shè)備自身的柔性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足之處，提供一種大量程亞微米級(jí)高精度的氣電轉(zhuǎn)換器，該氣電轉(zhuǎn)換器能提高測(cè)量室氣體的穩(wěn)定性，保證了壓電傳感器測(cè)量值的高精度和穩(wěn)定性。

按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，大量程亞微米級(jí)高精度氣電轉(zhuǎn)換器包括雙穩(wěn)氣壓測(cè)量室、精密信號(hào)調(diào)理部及PC機(jī)；精密信號(hào)調(diào)理部由壓電傳感器，精密可調(diào)雙穩(wěn)壓基準(zhǔn)電源，高增益放大器，調(diào)零器，有源濾波器，模擬輸出接口，A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)，232串行接口組成；所述壓縮空氣進(jìn)入氣體穩(wěn)壓過(guò)濾器，所述氣體穩(wěn)壓過(guò)濾器輸出端連接雙穩(wěn)氣壓測(cè)量室的輸入端，所述壓縮空氣進(jìn)入雙穩(wěn)氣壓測(cè)量室進(jìn)行氣壓比較測(cè)量，所述雙穩(wěn)氣壓測(cè)量室的輸出端連接到壓電傳感器的輸入端，所述精密可調(diào)雙穩(wěn)壓基準(zhǔn)電源的一路電源輸出端連接到壓電傳感器的電源輸入端，所述精密可調(diào)雙穩(wěn)壓基準(zhǔn)電源的另一路電源輸出端連接到調(diào)零器的電源輸入端，所述壓電傳感器的檢測(cè)信號(hào)輸出端連接到高增益放大器的輸入端，所述高增益放大器的輸出端連接到調(diào)零器的信號(hào)輸入端，所述調(diào)零器的輸出端連接到有源濾波器的輸入端，所述有源濾波器的一路模擬信號(hào)輸出端連接到模擬輸出接口的輸入端，所述有源濾波器的另一路模擬信號(hào)輸出端連接到A/D轉(zhuǎn)換器輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端連接到單片機(jī)的數(shù)字信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)的串行信號(hào)輸入/輸出端連接到232串行接口的串行信號(hào)輸出/輸入端；所述232串行接口與PC機(jī)相連，PC機(jī)通過(guò)232串行接口與單片機(jī)進(jìn)行快速實(shí)時(shí)通訊，能實(shí)時(shí)地獲取單片機(jī)獲得的氣電轉(zhuǎn)換器的測(cè)量值。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述雙穩(wěn)氣壓測(cè)量室由進(jìn)氣接口、總節(jié)流器、第一穩(wěn)壓腔、倍率調(diào)整閥、節(jié)流孔、第二穩(wěn)壓腔、調(diào)零閥、出氣接口及基體組成。基體上部設(shè)有進(jìn)氣接口，進(jìn)氣接口后端設(shè)有總節(jié)流器，總節(jié)流器下端設(shè)有第一穩(wěn)壓腔，總節(jié)流器后端設(shè)有倍率調(diào)整閥，倍率調(diào)整閥后端設(shè)有節(jié)流口，節(jié)流口后端設(shè)有第二穩(wěn)壓腔，第二穩(wěn)壓腔后端設(shè)有節(jié)流口，基體下部設(shè)有出氣接口，出氣接口后端設(shè)有調(diào)零閥。

所述的大量程亞微米級(jí)高精度氣電轉(zhuǎn)換器，模擬輸出接口輸出與被測(cè)工件尺寸對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào)，范圍為-5VDC~+5VDC。

所述精密可調(diào)雙穩(wěn)壓基準(zhǔn)電源由LM317線性穩(wěn)壓器和兩個(gè)TL431精密可調(diào)基準(zhǔn)電源組成。所述LM317線性穩(wěn)壓器3腳分別與第一電容的一端及第一電阻的一端相連；所述第一電容的另一端分別依次與第一TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源3腳、第三電阻的一端、第二電容的一端、第二TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源3腳及第三電容的一端相連；所述第一TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源1腳分別與LM317線性穩(wěn)壓器1腳及第一電阻的另一端相連；所述LM317線性穩(wěn)壓器2腳分別依次與第二電阻的一端、第二電容的另一端、第四電阻的一端及電源VO1相連；所述第一TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源2腳分別與第二電阻的另一端及第三電阻的另一端相連；第三電阻并接地；所述第二TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源1腳分別與第四電阻的另一端及電源VO2相連；所述第二TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源2腳分別與第四電阻的另一端及電源VO2相連；第三電容的另一端分別與第二TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源2腳、第二TL431可調(diào)基準(zhǔn)電源1腳、第四電阻的另一端及電源VO2相連。

本實(shí)用新型與己有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型是將目前常用的氣電轉(zhuǎn)換器的氣壓比較測(cè)量部分及信號(hào)調(diào)理部分優(yōu)化，使氣電轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度，工作穩(wěn)定度得到有效提高，測(cè)量范圍在±20um時(shí)，精度為±0.2um；測(cè)量范圍在±40um時(shí)，精度為±0.4um，比現(xiàn)有產(chǎn)品精度提高了一倍。雙穩(wěn)氣壓測(cè)量室可提高測(cè)量室氣體的穩(wěn)定性，保證了壓電傳感器測(cè)量值的高精度和穩(wěn)定性。高精度可調(diào)雙穩(wěn)壓基準(zhǔn)電源作為壓電傳感器和調(diào)零器的工作電源，有效的減小了壓電傳感器的輸出信號(hào)的噪聲干擾。有源濾波器進(jìn)一步濾除混雜在信號(hào)上的有害干擾噪聲。24位A/D轉(zhuǎn)換器有效提高了轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度。在測(cè)量范圍精度高；測(cè)量范圍在±40um時(shí)，從而適合了多品種、高精密柔性生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量需求。