[發(fā)明專利]洛倫茲力電機直驅(qū)式電感傳感器校準(zhǔn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610311971.7
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN107367219B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫傳智;譚久彬;王雷;趙勃
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 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

1.一種洛倫茲力電機直驅(qū)式電感傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征在于：該校準(zhǔn)裝置主要包括被校準(zhǔn)位移傳感器、位移傳遞機構(gòu)和位移基準(zhǔn)儀器三部分，所述被校準(zhǔn)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(diào)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(7)的測量光束(7a)所在光軸共線，傳感器支座(1)安裝在基臺(9)上，傳感器夾持臂(2)固定在傳感器支座(1)的側(cè)面；所述位移傳遞機構(gòu)由宏動定位平臺與微動定位平臺組成，宏動定位平臺由音圈電機(14)、氣浮導(dǎo)軌(10)、電容傳感器(13)組成，宏動定位平臺安裝在基臺(9)上，保證宏動定位平臺運動方向與雙頻激光干涉儀(7)的測量光束(7a)平行，音圈電機安裝板(14a)安裝在基臺(9)上，所述音圈電機定子(14b)安裝在音圈電機安裝板(14a)上，音圈電機連接板(14d)與氣浮導(dǎo)軌(10)的滑塊(10b)固連，音圈電機動子(14c)安裝在音圈電機連接板(14d)上，氣浮導(dǎo)軌(10)的導(dǎo)軌座(10a)安裝在基臺(9)上，所述電容傳感器(13)安裝在氣浮導(dǎo)軌(10)的滑塊(10b)上，電容傳感器(13)測量微動定位平臺被測面，微動定位平臺由壓電陶瓷位移臺(12)、傳感器校準(zhǔn)板(4)和測量反射鏡(6)組成，微動定位平臺安裝在宏動定位平臺上，保證微動定位平臺的運動方向與雙頻激光干涉儀(7)的測量光束(7a)平行，微動定位平臺轉(zhuǎn)接板(5)與壓電陶瓷位移臺(12)固連，測量反射鏡(6)位于雙頻激光干涉儀(7)的測量光路上，且安裝在微動定位平臺轉(zhuǎn)接板(5)上，傳感器校準(zhǔn)板(4)安裝在微動定位平臺轉(zhuǎn)接板(5)上的另一端，保證傳感器校準(zhǔn)板(4)上的對準(zhǔn)刻線(4a)在雙頻激光干涉儀(7)的測量光束(7a)所在的光軸上；控制位移傳遞機構(gòu)進行回零運動，使其回到校準(zhǔn)裝置的初始零點；控制位移傳遞機構(gòu)進行壓表運動，使其運動到電感位移傳感器(3)校準(zhǔn)起始點；所述位移基準(zhǔn)儀器采用雙頻激光干涉儀(7)，雙頻激光干涉儀(7)的測量光束(7a)可以提供整個裝置的位移基準(zhǔn)，干涉儀支座(8)固裝在基臺(9)上，雙頻激光干涉儀(7)固裝在干涉儀支座(8)上；偏轉(zhuǎn)電容傳感器(11)用來測量位移傳遞機構(gòu)運動過程中所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角和俯仰角，所述偏轉(zhuǎn)電容傳感器(11)兩兩分布布置在氣浮導(dǎo)軌(10)的上側(cè)和右側(cè)，偏轉(zhuǎn)電容傳感器安裝板一(11c)安裝在基臺(9)上，偏轉(zhuǎn)電容傳感器一(11a)安裝在偏轉(zhuǎn)電容傳感器安裝板一(11c)上，并位于氣浮導(dǎo)軌(10)的上側(cè)，偏轉(zhuǎn)電容傳感器二(11b)安裝在偏轉(zhuǎn)電容傳感器安裝板一(11c)上，并位于氣浮導(dǎo)軌(10)的右側(cè)，保證兩偏轉(zhuǎn)電容傳感器與被測面平行，偏轉(zhuǎn)電容傳感器安裝板二(11f)安裝在基臺(9)上，偏轉(zhuǎn)電容傳感器三(11d)安裝在偏轉(zhuǎn)電容傳感器安裝板二(11f)上，并位于氣浮導(dǎo)軌(10)的上側(cè)，偏轉(zhuǎn)電容傳感器四(11e)安裝在偏轉(zhuǎn)電容傳感器安裝板二(11f)上，并位于氣浮導(dǎo)軌(10)的右側(cè)，保證兩偏轉(zhuǎn)電容傳感器與被測面平行，同時保證偏轉(zhuǎn)電容傳感器一(11a)與偏轉(zhuǎn)電容傳感器三(11d)等高，保證偏轉(zhuǎn)電容傳感器二(11b)與偏轉(zhuǎn)電容傳感器四(11e)右對齊，控制位移傳遞機構(gòu)進行校準(zhǔn)運動，在電感位移傳感器(3)校準(zhǔn)行程內(nèi)，等間隔選取10個測量點點，當(dāng)位移傳遞機構(gòu)運動到選取測量點時，同步采集雙頻激光干涉儀(7)位移測量值s、偏轉(zhuǎn)電容傳感器一(11a)位移測量值s₁、偏轉(zhuǎn)電容傳感器二(11b)位移測量值s₂、偏轉(zhuǎn)電容傳感器三(11d)位移測量值s₃、偏轉(zhuǎn)電容傳感器四(11e)位移測量值s₄與電感位移傳感器(3)位移測量值l；利用偏轉(zhuǎn)電容傳感器一(11a)位移測量值s₁、偏轉(zhuǎn)電容傳感器二(11b)位移測量值s₂、偏轉(zhuǎn)電容傳感器三(11d)位移測量值s₃、偏轉(zhuǎn)電容傳感器四(11e)位移測量值s₄對雙頻激光干涉儀(7)位移測量值s進行補償，得到雙頻激光干涉儀(7)補償后位移測量值s'；將采集到的數(shù)據(jù)l進行線性擬合得到函數(shù)y_i＝k×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(shù)，b為擬合截距，則校準(zhǔn)行程內(nèi)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(zhǔn)行程內(nèi)選取測量點處雙頻激光干涉儀(7)補償后位移測量值。