[發明專利]一種電渦流位移傳感器陣列的三維標定方法

有效

• 申請號: 201710407784.3
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107121055B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 劉巍;王婷;梁冰;張洋;賈振元
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

1.一種電渦流位移傳感器陣列的三維標定方法，其特征是，該方法采用由平面和斜面兩部分組成的標定件，先利用標定件的平面結構進行電渦流位移傳感器陣列探頭的軸向標定；后利用標定件的斜面結構，根據空間幾何關系，實現對電渦流位移傳感器陣列的探頭沿垂直于軸線平面方向上的標定，包括電渦流位移傳感器探頭陣列的橫向和縱向標定，最終實現對電渦流位移傳感器陣列的三維標定；該方法的具體步驟如下：

第一步、電渦流位移傳感器陣列的探頭軸向標定

電渦流位移傳感器陣列由安裝在測量架(2)上的多個電渦流位移傳感器的探頭(i,j,k..n)構成，標定件(1)具有平面(a)、斜面(b)和凸塊(c)，利用標定件(1)的平面（ a） 實現對電渦流位移傳感器陣列的沿探頭軸線方向上的標定；標定過程中，要求電渦流位移傳感器陣列位置固定，標定件(1)固定于電控平臺上，其位置要求垂直于電渦流位移傳感器陣列軸線位置且與探頭陣列間距處于電渦流位移傳感器量程范圍內的位置；啟動電渦流位移傳感器陣列，讀取陣列中所有探頭的位移測量值；則求取的任意兩探頭間位移測量值的差值即為此任意兩探頭間沿軸線方向的相對距離；其具體公式如下：

ΔX_ij＝ΔX_i-ΔX_j (1)

其中：ΔX_i為探頭i的位移測量值，ΔX_j為探頭j的位移測量值，ΔX_ij為求取的兩探頭沿軸線方向的相對距離；由公式(1)完成對陣列中所有探頭間沿軸線方向的相對位置關系的標定；

第二步、電渦流位移傳感器陣列的探頭沿垂直軸向平面的標定

第一步完成后，翻轉標定件(1)使電渦流位移傳感器陣列對準標定件的斜面（ b） ，開始進行對電渦流位移傳感器陣列的沿垂直軸向平面的標定過程；此標定過程主要是為了消除電渦流位移傳感器陣列安裝時的安裝誤差以及電渦流位移傳感器陣列固定件即測量架的加工誤差；

對標定件(1)與電渦流位移傳感器探頭陣列的相對位置進行標定，應用三角函數實現電渦流位移傳感器陣列的沿垂直軸向平面方向的標定過程；其具體公式如下：

其中，α為標定件(1)的斜面傾角，ΔX為最終要求的沿軸向方向的相對距離，Y_ij為探頭i、j的縱向相對距離；

標定時，通過測量得到探頭i和探頭j的位移測量值ΔX_i和ΔX_j，ΔX_ij為第一步中經過電渦流位移傳感器陣列沿軸線方向的標定過程得到的探頭i、探頭j軸向相對距離；由此，求得在水平方向上探頭位移值的差值ΔX＝ΔX_i-(ΔX_j-ΔX_ij)，其與所標定的電渦流位移傳感器陣列中量程最大的電渦流位移傳感器有關，要保證斜面傾角α滿足最遠處探頭的測量量程；通過公式(2)求得電渦流位移傳感器陣列中任意兩探頭間的豎直方向上的距離Y_ij；

完成豎直方向上的標定后，將標定件(1)旋轉90°，其中，標定件(1)下方所設計的兩塊凸塊（ c） 即為固定部位，實現縱向斜面以及旋轉90°以后橫向斜面的固定；旋轉90°以后，縱向斜面變為橫向斜面，再次利用前面的步驟實現對電渦流位移傳感器陣列中在垂直于軸線平面內的任意兩個探頭間的橫向距離的標定；此時，公式(2)中Y_ij即變為陣列中任意兩探頭的橫向距離；由此，最終可得到電渦流位移傳感器陣列中所有探頭點間的空間相對位置關系，即實現對電渦流位移傳感器陣列的空間三維標定過程。