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

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610311971.7
• 申請(qǐng)日: 2016-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107367219B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫傳智;譚久彬;王雷;趙勃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B7/02
• 分類號(hào): G01B7/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

洛倫茲力電機(jī)直驅(qū)式電感傳感器校準(zhǔn)裝置屬于精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。其校準(zhǔn)裝置以雙頻激光干涉儀作為運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)，音圈電機(jī)作為宏動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件，氣浮導(dǎo)軌作為宏動(dòng)導(dǎo)向元件，電容傳感器與雙頻激光干涉儀作為宏動(dòng)反饋元件進(jìn)行宏動(dòng)粗定位；采用壓電陶瓷位移臺(tái)進(jìn)行微動(dòng)定位，補(bǔ)償宏動(dòng)定位誤差。利用四個(gè)電容傳感器補(bǔ)償宏微定位平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的俯仰與偏航誤差；本發(fā)明可以有效解決位移傳感器校準(zhǔn)裝置行程與精度之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)大行程、高精度電感位移傳感器的動(dòng)靜態(tài)校準(zhǔn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種洛倫茲力電機(jī)直驅(qū)式電感傳感器校準(zhǔn)裝置。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)大型高速回轉(zhuǎn)裝備沒(méi)有超精密測(cè)量手段，裝配精度無(wú)法保證，裝配效率低下，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲等，這些都是制約我國(guó)軍事工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大難題。大型高速回轉(zhuǎn)裝備主要指各類大型高端燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，主要包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)、艦船用燃?xì)廨啓C(jī)和高性能電站燃機(jī)。目前，航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)已成為世界航空強(qiáng)國(guó)的軍事工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)在追求高性能的前提下，還要追求產(chǎn)品的高質(zhì)量、高可靠性和長(zhǎng)工作壽命，將兩個(gè)都十分困難而又相互矛盾的目標(biāo)兼顧起來(lái)，且同時(shí)得到提高，是十分困難的；此外航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作于極端環(huán)境，關(guān)鍵零部件都是在高溫、高壓、高負(fù)載力下工作，因此航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造的難度進(jìn)一步加大。

發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)是影響飛機(jī)安全的一個(gè)重要因素，也是反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量大，是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)主要振源。為了降低此影響，除了在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)平衡測(cè)試過(guò)程中加以消除，還必須嚴(yán)格控制其裝配過(guò)程，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)裝配是動(dòng)平衡的前一步驟，由裝配體形位誤差精度低導(dǎo)致振動(dòng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)放大100至1000倍，裝配時(shí)消除同心度/同軸度造成的偏擺可以很大程度上減小動(dòng)平衡的壓力。所以，作為提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵技術(shù)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中同心度/同軸度乃至圓柱度的精密測(cè)量越來(lái)越受到重視。

傳感器作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)靜子表面輪廓信息的提取裝置在同心度/同軸度乃至圓柱度的精密測(cè)量就顯得尤為重要，位移傳感器的機(jī)械系統(tǒng)和電路系統(tǒng)所帶來(lái)的誤差是限制傳感器精度的重要因素，為了抑制或補(bǔ)償這些誤差，需要對(duì)位移傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)處理，使其能夠溯源到更高精度的基準(zhǔn)上。要實(shí)現(xiàn)對(duì)高精度位移傳感器的校準(zhǔn)，需要設(shè)計(jì)出一臺(tái)具有更高精度的位移傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)。各種位移傳感器之間的行程也有較大差異，有的位移傳感器行程可以達(dá)到幾十毫米甚至幾米，有的則只能達(dá)到幾微米的行程。因此，需使校準(zhǔn)系統(tǒng)具有大行程、高精度的特點(diǎn)才能滿足納米傳感器的校準(zhǔn)需求。然而行程和精度本身就是矛盾的，這也增加校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，也是目前迫切需要大行程、高精度位移傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)的原因。

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所提出一種標(biāo)定平板電容位移傳感器的裝置(平板電容位移傳感器標(biāo)定裝置。公開(kāi)號(hào)：CN104048588A)。該裝置采用單軸激光干涉儀作為位移基準(zhǔn)，傳感器被測(cè)面安裝在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)前端，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用過(guò)約束的對(duì)稱平行四邊形機(jī)構(gòu)，平板電容位移傳感器安裝在傳感器支撐座中間，支撐座安裝在微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)兩側(cè)，在驅(qū)動(dòng)器的左端安裝有驅(qū)動(dòng)器推桿，該驅(qū)動(dòng)器推桿頂推微位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)做單自由度直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)平板電容位移傳感器的標(biāo)定。該裝置存在的問(wèn)題在于：只限于對(duì)平板電容位移傳感器進(jìn)行標(biāo)定，且標(biāo)定行程較小。

常州市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所提出了一種用于直線位移傳感器校準(zhǔn)的裝置(直線位移傳感器自動(dòng)化校準(zhǔn)裝置。公開(kāi)號(hào)：CN103630099A)。該裝置主要包括一基座，雙直線導(dǎo)軌、光柵尺、伺服電機(jī)、垂直升降裝置固定在基座上；滾軸絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與伺服電機(jī)連接；水平調(diào)整裝置、通用夾具、鎖緊螺母彼此卡扣并與垂直升降裝置連接；滑動(dòng)式激光反射鏡支撐架、滑動(dòng)式激光干涉鏡支撐架、滑動(dòng)式雙頻激光干涉儀支撐架固定在直線導(dǎo)軌上，其中固定拉桿、激光反射鏡、光柵尺讀數(shù)傳感器固定在滑動(dòng)式反射鏡支撐架上，激光干涉鏡固定在滑動(dòng)式干涉鏡支撐架，雙頻激光干涉儀固定在滑動(dòng)式雙頻激光干涉儀支撐架上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)拉桿式、拉繩式等多種類型直線位移傳感器的自動(dòng)化檢定與校準(zhǔn)。該裝置存在的問(wèn)題在于：沒(méi)有兼顧行程和精度指標(biāo)，精度較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度位移傳感器校準(zhǔn)。