[發明專利]電容傳感器位移補償的電感傳感器校準方法與裝置

在審

• 申請號: 201610311975.5
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN107367223A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 王雷;譚久彬;趙勃;孫傳智
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于精密測量技術領域，主要涉及一種電容傳感器位移補償的電感傳感器校準方法與裝置。

背景技術

目前，我國大型高速回轉裝備沒有超精密測量手段，裝配精度無法保證，裝配效率低下，發動機振動噪聲等，這些都是制約我國軍事工業和國民經濟發展的重大難題。大型高速回轉裝備主要指各類大型高端燃氣渦輪發動機，主要包括航空發動機、艦船用燃氣輪機和高性能電站燃機。目前，航空發動機行業已成為世界航空強國的軍事工業和國民經濟的支柱產業。航空發動機在追求高性能的前提下，還要追求產品的高質量、高可靠性和長工作壽命，將兩個都十分困難而又相互矛盾的目標兼顧起來，且同時得到提高，是十分困難的；此外航空發動機工作于極端環境，關鍵零部件都是在高溫、高壓、高負載力下工作，因此航空發動機的設計和制造的難度進一步加大。

發動機振動是影響飛機安全的一個重要因素，也是反應發動機性能的一項重要指標。發動機渦輪部件轉速高、質量大，是發動機的一個主要振源。為了降低此影響，除了在發動機動平衡測試過程中加以消除，還必須嚴格控制其裝配過程，因為發動機裝配是動平衡的前一步驟，由裝配體形位誤差精度低導致振動在高速運轉時會放大100至1000倍，裝配時消除同心度/同軸度造成的偏擺可以很大程度上減小動平衡的壓力。所以，作為提升航空發動機性能的關鍵技術，航空發動機裝配過程中同心度/同軸度乃至圓柱度的精密測量越來越受到重視。

傳感器作為航空發動機動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量就顯得尤為重要，位移傳感器的機械系統和電路系統所帶 來的誤差是限制傳感器精度的重要因素，為了抑制或補償這些誤差，需要對位移傳感器進行校準處理，使其能夠溯源到更高精度的基準上。要實現對高精度位移傳感器的校準，需要設計出一臺具有更高精度的位移傳感器校準系統。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到幾十毫米甚至幾米，有的則只能達到幾微米的行程。因此，需使校準系統具有大行程、高精度的特點才能滿足納米傳感器的校準需求。然而行程和精度本身就是矛盾的，這也增加校準系統的設計難度，也是目前迫切需要大行程、高精度位移傳感器校準系統的原因。

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所提出一種標定平板電容位移傳感器的裝置(平板電容位移傳感器標定裝置。公開號：CN104048588A)。該裝置采用單軸激光干涉儀作為位移基準，傳感器被測面安裝在導向機構前端，導向機構采用過約束的對稱平行四邊形機構，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整機構兩側，在驅動器的左端安裝有驅動器推桿，該驅動器推桿頂推微位移調整機構的導向機構做單自由度直線運動，進而實現對平板電容位移傳感器的標定。該裝置存在的問題在于：只限于對平板電容位移傳感器進行標定，且標定行程較小。

常州市計量測試技術研究所提出了一種用于直線位移傳感器校準的裝置(直線位移傳感器自動化校準裝置。公開號：CN103630099A)。該裝置主要包括一基座，雙直線導軌、光柵尺、伺服電機、垂直升降裝置固定在基座上；滾軸絲桿通過聯軸器與伺服電機連接；水平調整裝置、通用夾具、鎖緊螺母彼此卡扣并與垂直升降裝置連接；滑動式激光反射鏡支撐架、滑動式激光干涉鏡支撐架、滑動式雙頻激光干涉儀支撐架固定在直線導軌上，其中固定拉桿、激光反射鏡、光柵尺讀數傳感器固定在滑動式反射鏡支撐架上，激光干涉鏡固定在滑動式干 涉鏡支撐架，雙頻激光干涉儀固定在滑動式雙頻激光干涉儀支撐架上，可以實現對拉桿式、拉繩式等多種類型直線位移傳感器的自動化檢定與校準。該裝置存在的問題在于：沒有兼顧行程和精度指標，精度較低，無法實現高精度位移傳感器校準。