[發明專利]一種熱力位移測試裝置

在審

• 申請號: 201611230432.7
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN108202276A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 羅忠輝;張廣潮;劉玉玲
• 申請（專利權）人: 廣東技術師范學院
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種熱力位移測試裝置，有底座、磁致伸縮器、立柱、測試板、上蓋板、鎖緊螺母、力傳感器、位移傳感器、放大器、溫度傳感器、集線器、數據采集卡、PC機、功率放大器組成，其中磁致伸縮器放置在底座上，磁致伸縮器的上部軸端安裝測試板，力傳感器及位移傳感器安裝在上蓋板上。力傳感器通過上蓋板與磁致伸縮器上部軸端的測試板無縫連接，位移傳感器采用電渦流傳感器；力傳感器信號經過放大器輸入到集線器，位移傳感器直接、溫度信號直接輸入到集線器，集線器與數據采集卡連接，數據采集卡與PC機連接；PC機輸出控制信號至功率放大器，功率放大器輸出電流至磁致伸縮器，驅動磁致伸縮器運動。

1、技術領域

本發明涉及計算機輔助測試技術領域，具體是一種熱力位移測試裝置。

2、背景技術

當前，通過提高機床零部件本身的制造精度來提高機床的加工精度，成本已十分高昂；然而，通過精密測量加工過程的熱變形、力變形誤差并實行補償，能實現低成本提高機床的加工精度。因此，需要對機床微進給部件的熱力變形特性進行研究，測試基礎數據，通過計算機分析建模，獲得他們的變化規律，通過誤差補償技術，提高機床的加工精度。

3、發明內容

本發明的目的在于提供一種熱力位移測試裝置，有底座、磁致伸縮器、立柱、測試版、上蓋板、力傳感器、位移傳感器、放大器、溫度傳感器、集線器、數據采集卡、PC機、功率放大器組成，其中磁致伸縮器放置在底座上，磁致伸縮器的上部軸端安裝測試板，力傳感器及位移傳感器安裝在上蓋板上；力傳感器通過上蓋板與磁致伸縮器上部軸端的測試板無縫連接，位移傳感器采用電渦流傳感器；力傳感器信號經過放大器輸入到集線器，位移傳感器直接、溫度信號直接輸入到集線器，集線器與數據采集卡連接，數據采集卡與PC機連接；PC機輸出控制信號至功率放大器，功率放大器輸出電流至磁致伸縮器，驅動磁致伸縮器運動。

本發明的工作原理是：

PC機發出控制電流信號經過數據采集卡、集線器，經功率放大器放大，輸入到磁致伸縮器，磁致伸縮器在電流的作用下發生位移，同時自身發熱；溫度傳感器采集磁致伸縮器自身發熱的溫度值，經過集線器及數據采集卡，輸入到PC機，同時，力傳感器采集磁致伸縮器在此輸入電流下的輸出力，位移傳感器采集磁致伸縮器在此輸入電流下的輸出位移，這些信號經集線器、數據采集卡送到PC機，PC機經過對這些數據的分析與處理，獲得磁致伸縮器的變化規律，即輸入電流、輸出力、輸出位移、以及溫度之間的關系，為機床的誤差補償提供技術基礎。

4、附圖說明

圖1為本發明的組成圖。

5、具體實施方式

實施例：

如圖1所示，本裝置主要包含底座(1)、磁致伸縮器(2)、立柱(3)、測試板(4)、鎖緊螺母(5)、上蓋板(6)、力傳感器(7)、位移傳感器(8)、放大器(9)、溫度傳感器(10)、集線器(11)、數據采集卡(12)、PC機(13)、功率放大器(14)。按設計圖紙制造底座(1)、立柱(3)、測試版(4)、上蓋板(6)，螺母(5)為標準零件；選擇并采購相應的電子元器件，然后組裝調試，設計相關數據分析與處理的軟件。

在實施過程中，要合理選擇各模塊，使得測試裝置的性價比較高。

(1)虛擬儀器測試平臺

虛擬儀器技術，就是采用NI公司LabVIEW軟件，充分發揮軟件圖形化編程、功能模塊化、接口通訊連接便捷等特點，根據測試內容和要求，可自主任意開發相關測試系統，結合數據采集卡等硬件，搭建虛擬儀器開發效率高，可擴展能力強。

(2)NI數據采集卡

選取NI USB-6000，8路模擬輸入，12位分辨率，4條數字I/O線；1個32位計數器，輕質、總線供電、便于攜帶。。

(3)位移傳感器

采用電渦流非接觸式位移傳感器，ZA21系列電渦流位移傳感器的各項性能指標相當或接近美國本特利(BN)公司的3300系列產品水平，靈敏度高、抗干擾能力強、非接觸測量、響應速度快不受油水等介質的影響。