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[實用新型]一種基于多極板電容傳感器的變孔徑測量裝置有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201420415467.8 申請日: 2014-07-25
公開(公告)號: CN204007498U 公開(公告)日: 2014-12-10
發(fā)明(設計)人: 諸麗燕;王文;張敏;袁科杰;盧科青;范宗尉 申請(專利權)人: 杭州電子科技大學
主分類號: G01B7/13 分類號: G01B7/13
代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200 代理人: 杜軍
地址: 310018 浙*** 國省代碼: 浙江;33
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 多極 電容 傳感器 孔徑 測量 裝置
【說明書】:

技術領域

本實用新型屬于精密測量儀器技術領域,涉及孔徑測量裝置,具體涉及一種基于多極板電容傳感器的變孔徑測量裝置。

背景技術

隨著機械、航空航天、軍事等領域的迅猛發(fā)展,對微小尺寸的加工及測量提出越來越高的要求,高精度與微型化是當前科技與工業(yè)發(fā)展的主要趨勢。

孔徑測量是孔幾何量測量技術的重要內容之一,用于孔徑測量的方法有很多,但由于受到空間尺寸的限制以及測量接觸力的影響,均存在一些缺陷。電容式傳感器廣泛應用于小孔內徑的測量,其優(yōu)點主要有:(1)不僅可以測量微小的通孔和盲孔,而且可以測出小孔內任意截面的尺寸和形狀誤差;(2)配合不同的轉接頭后,可以測量各個方向的微小孔;(3)測量系統(tǒng)精度高,成本低廉,操作簡單方便。然而目前生產應用和科研領域中多采用固定電極的電容傳感器結構,其測頭只可應用于某一固定孔徑的測量,且不能進行大量程測量孔徑,從而導致電容傳感器的應用范圍受到限制,測量不同的孔徑就需要不同規(guī)格的傳感器測頭。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足,提供了一種基于多極板電容傳感器的變孔徑測量裝置,該裝置可以實現(xiàn)變孔徑的精密測量,有效提高測量的效率,在較大量程內保證測量精度,同時降低測量儀器的投入成本。

本實用新型包括電極板、滑塊、主動軸、殼體、從動錐齒輪和主動錐齒輪;所述殼體的頂部開設有沿圓周徑向設置的多個滑槽;所述滑槽的底部開口于殼體的頂部內壁;所述殼體的內部中心設有一體成型的從動軸;所述的從動錐齒輪通過軸承支承在從動軸上;所述的主動錐齒輪與主動軸固定;所述的主動軸通過軸承支承在殼體上,一端伸出殼體外;所述的從動錐齒輪與主動錐齒輪嚙合。所述殼體的每個滑槽內均設有滑塊,每塊滑塊底部的螺紋均與從動錐齒輪頂部的平面螺紋嚙合;每塊滑塊的內側壁固定有一塊電極板;所述的電極板為柱形,且橫截面呈扇環(huán)狀;所有電極板沿圓周均布。

所述殼體的底部與端蓋可拆卸連接。

所述的從動錐齒輪與主動錐齒輪軸線間的夾角為90°。

所述電極板對應的圓心角為30~70°。

所述的電極板所在圓周直徑可調范圍為10~25mm。

本實用新型的有益效果:

1、檢測電極在徑向方向上可調,從而實現(xiàn)多種孔徑的精密測量,包括通孔、盲孔、微小孔和孔徑相差不大的階梯孔。

2、采用電容傳感器測量原理,有效提高測量的效率,在較大量程內保證測量的精度,同時降低測量成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構立體圖;

圖2為本實用新型的剖視圖;

圖3為本實用新型的工作原理示意圖。

具體實施方式

如圖1和2所示,一種基于多極板電容傳感器的變孔徑測量裝置,包括電極板1、滑塊2、端蓋3、主動軸4、殼體5、從動錐齒輪6和主動錐齒輪7;殼體5的頂部開設有沿圓周徑向設置的四個滑槽5-1,底部與端蓋3通過螺釘連接;滑槽5-1的底部開口于殼體5的頂部內壁;殼體5的內部中心設有一體成型的從動軸5-2;從動錐齒輪6通過軸承支承在從動軸5-2上;主動錐齒輪7與主動軸4固定;主動軸4通過軸承支承在殼體5上,一端伸出殼體5外;從動錐齒輪6與主動錐齒輪7嚙合,且從動錐齒輪6與主動錐齒輪7軸線間的夾角為90°。四塊滑塊2分別設置在殼體5的一個滑槽5-1內,且四塊滑塊2底部的螺紋均與從動錐齒輪6頂部的平面螺紋嚙合;每塊滑塊2的內側壁固定有一塊電極板1;電極板1為柱形,且橫截面呈扇環(huán)狀;電極板1對應的圓心角為60°;四塊電極板1沿圓周均布,且四塊電極板1所在圓周直徑可調范圍為10~25mm。

如圖3所示,四塊電極板1與待測孔8的孔壁構成四個電容器,忽略邊緣效應的影響,各個電極板1與待測孔8之間的電容值計算公式為:

C=ζϵLlnRr---(1)]]>

公式(1)中,ε為空氣的介電常數(shù);L為電極板1的軸向長度;R為待測孔8的半徑;r為電極板1的外側壁半徑,ζ為電極板1對應的圓心角。

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