[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

• 申請號: 201420415467.8
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN204007498U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（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

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發展的主要趨勢。

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格的傳感器測頭。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，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；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。