[發明專利]偏角誤差補償的電感傳感器校準方法與裝置

在審

• 申請號: 201610311955.8
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN107367218A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 孫傳智;譚久彬;王雷;趙勃
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種偏角誤差補償的電感傳感器校準方法與裝置，其特征在于：該校準裝置主要包括被校準位移傳感器、位移傳遞機構和位移基準儀器三部分，所述被校準位移傳感器為電感位移傳感器(3)，電感位移傳感器(3)采用傳感器夾持臂(2)進行夾持固定，調整電感位移傳感器(3)的位置，保證電感位移傳感器(3)的測針(3a)運動軸線與雙頻激光干涉儀(8)的測量光束(8a)所在光軸共線，傳感器支座(1)安裝在基臺(10)上，傳感器夾持臂(2)固定在傳感器支座(1)的側面；所述位移傳遞機構采用超聲波電機(4)直接驅動滾珠導軌(15)方式，位移傳遞機構由滾珠導軌(15)、超聲波電機(4)、直線光柵尺(13)、直線光柵尺讀數頭(12)和校準平臺組成，所述滾珠導軌(15)的滾珠導軌底座(15a)安裝在基臺(10)上，保證滾珠導軌(15)的運動方向與雙頻激光干涉儀(8)的測量光束(8a)平行，所述超聲波電機(4)的超聲波電機動子(4a)緊貼滾珠導軌(15)的滾珠導軌滑塊(15b)，保證超聲波電機(4)的摩擦力作用滾珠導軌(15)上時，滾珠導軌(15)能沿運動軸線運動，超聲波電機支座(4c)安裝在基臺(10)上，超聲波電機(4)的超聲波電機定子(4b)安裝在超聲波電機支座(4c)上，所述直線光柵尺(13)貼在滾珠導軌(15)的滾珠導軌滑塊(15b)外側面，保證直線光柵尺(13)與滾珠導軌(15)的運動方向平行，光柵尺支撐板(11)安裝在基臺(10)上，直線光柵尺讀數頭(12)安裝在光柵尺支撐板(11)上，并位于滾珠導軌(15)的滾珠導軌滑塊(15b)的外側，保證直線光柵尺讀數頭(12)與直線光柵尺(13)等高且平行，所述校準平臺由轉接板(6)、傳感器校準板(5)和測量反射鏡(7)組成，轉接板(6)與滾珠導軌(15)固連，測量反射鏡(7)位于雙頻激光干涉儀(8)的測量光路上，并安裝在轉接板(6)上，傳感器校準板(5)安裝在轉接板(6)上的另一端，保證傳感器校準板(5)上的對準刻線(5a)在雙頻激光干涉儀(8) 的測量光束(8a)所在的光軸上；控制位移傳遞機構進行回零運動，使其回到校準裝置的初始零點；控制位移傳遞機構進行壓表運動，使其運動到電感位移傳感器(3)校準起始點；所述位移基準儀器采用雙頻激光干涉儀(8)，雙頻激光干涉儀(8)的測量光束(8a)可以提供整個裝置的位移基準，干涉儀支座(9)固裝在基臺(10)上，雙頻激光干涉儀(8)固裝在干涉儀支座(9)上；電渦流傳感器(14)用來測量位移傳遞機構運動過程中所產生的偏轉角和俯仰角，所述電渦流傳感器(14)兩兩分布布置在滾珠導軌(15)的滾珠導軌滑塊(15b)兩側，其中電渦流傳感器一(14a)與電渦流傳感器二(14b)安裝在基臺(10)上，保證兩電渦流傳感器的探頭等高，且與滾珠導軌(15)的滾珠導軌滑塊(15b)側面平行，電渦流傳感器三(14c)與電渦流傳感器四(14d)固定在滾珠導軌(15)的滾珠導軌滑塊(15b)另一側面上，保證兩電渦流傳感器探頭等高，且與被測金屬板(14e)平行，所述被測金屬板(14e)固定在基臺(10)上；控制位移傳遞機構進行校準運動，在電感位移傳感器(3)校準行程內，等間隔選取10個點，當位移傳遞機構運動到選取測量點時，同步采集雙頻激光干涉儀(8)位移測量值s₁'、電渦流傳感器一(14a)測得位移值s₂'、電渦流傳感器二(14b)測得位移值s₃'、電渦流傳感器三(14c)測得位移值s₄'、電渦流傳感器四(14d)測得位移值s₅'與電感位移傳感器(3)位移值s；利用電渦流傳感器一(14a)測得位移值s₂'、電渦流傳感器二(14b)測得位移值s₃'、電渦流傳感器三(14c)測得位移值s₄'、電渦流傳感器四(14d)測得位移值s₅'對雙頻激光干涉儀(8)位移測量值s₁'進行補償，得到雙頻激光干涉儀(8)補償后位移測量值s'；將采集到的數據進行線性擬合得到函數y_i＝k×s_i+b，其中，i＝1，2，…，10，y_i為擬合后電感位移傳感器(3)位移測量值，k為擬合系數，b為擬合截距，s_i為擬合前電感位移傳感器(3)位移測量值，則校準行程內最大非線性誤差max|y_i-s_i'| 與全量程的比值為線性度，其中，i＝1，2，…，10，s_i'為校準行程內選取測量點處雙頻激光干涉儀(8)補償后位移測量值。