[發明專利]基于電容傳感器的法布里珀羅標準具微位移測量系統的線性度比對裝置和方法

有效

• 申請號: 201811048937.0
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN108827162B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 沈小燕;藍旭輝;余佳音;禹靜;張寶武
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于電容傳感器的法布里珀羅標準具微位移測量系統的線性度比對裝置，包括法布里珀羅標準具微位移測量系統(5)、面陣器件(6)、支架(7)、矩形等截面梁(8)、應力加載系統(9)、電容傳感器探頭(13)和傳感器探頭固定模塊(17)；其特征在于：

法布里珀羅標準具微位移測量系統(5)放置在支架(7)上方，面陣器件(6)放置在法布里珀羅標準具微位移測量系統(5)前且與法布里珀羅標準具微位移測量系統(5)處于同一光軸中用于成像，面陣器件(6)固定在矩形等截面梁(8)上，應力加載系統(9)通過對應力F的改變從而改變矩形等截面梁(8)的形變量，電容傳感器探頭(13)由探頭固定模塊(17)固定，且位于矩形等截面梁(8)的正上方，用以感受矩形等截面梁(8)的形變量；當應力加載系統(9)使作用于矩形等截面梁(8)端面上的應力F大小發生變化時，端面上面陣器件(6)的位置發生變化，從而改變干涉圓環在面陣器件(6)上的成像位置，利用應力變化前后干涉圓環第11-15環圓心坐標的均值的變化來計算位移的變化量；同時根據電容傳感器探頭(13)感受到的電容變化量，經信號調理檢測電路之后轉變為電信號輸出，從而獲得位移量；以應力變化為橫坐標，以圓心位置變化量與電容傳感器位移量為因變量畫出各自的線性曲線，通過對兩條曲線的比較，完成線性度的比對。

2.根據權利要求1所述的基于電容傳感器的法布里珀羅標準具微位移測量系統的線性度比對裝置，其特征在于：所述的矩形等截面梁(8)在其受力點處有一個小凹槽，其大小剛好卡入一根鋼絲線，且在該矩形等截面梁(8)上的電容傳感器探頭感應區域貼有一塊無任何缺陷且平整度小于0.05μm/mm的液晶平板玻璃(15)。

3.根據權利要求1所述的基于電容傳感器的法布里珀羅標準具微位移測量系統的線性度比對裝置，其特征在于：所述的支架(7)在矩形等截面梁(8)的受力點正下方處存在一個圓柱型空心。

4.根據權利要求1所述的基于電容傳感器的法布里珀羅標準具微位移測量系統的線性度比對裝置，其特征在于：所述的應力加載系統(9)包括一端懸掛在矩形等截面梁(8)上小凹槽處的鋼絲線(19)，另一端穿過支架(7)中的圓柱型空心處后與下方的浮子(20)連接，浮子(20)放置于盛有水且水面上鋪有油層的燒杯容器(21)，通過螺旋機構起降臺(23)改變燒杯容器(21)的位置，從而改變浮子(20)所受的浮力大小，使得矩形等截面梁(8)所受的應力F的大小改變，數字天平(22)用于測量浮力變化大小。

5.根據權利要求1所述的基于電容傳感器的法布里珀羅標準具微位移測量系統的線性度比對裝置，其特征在于：所述的傳感器探頭固定模塊(17)包括立柱(10)、滑塊(11)、支架(12)、緊固件(14)和內六角螺釘(16)，內六角螺釘(16)將表面光滑的立柱(10)固定在光學平臺(18)上，滑塊(11)可在立柱(10)上上下滑動，緊固件(14)用于將滑塊(11)緊固在立式支架(10)上，支架(12)一端固定在滑塊(11)上，另一端用來安裝電容傳感器探頭(13)。

6.基于電容傳感器的法布里珀羅標準具微位移測量系統的線性度比對方法，其特征在于：采用權利要求1所述裝置，當應力加載系統(9)使作用于矩形等截面梁(8)端面上的應力F大小發生變化時，端面上面陣器件(6)的位置發生變化，從而改變干涉圓環在面陣器件(6)上的成像位置，利用應力變化前后干涉圓環第11-15環圓心坐標的均值的變化來計算位移的變化量；同時根據電容傳感器探頭(13)感受到的電容變化量，經信號調理檢測電路之后轉變為電信號輸出，從而獲得位移量；以應力變化為橫坐標，以圓心位置變化量與電容傳感器位移量為因變量畫出各自的線性曲線，通過對兩條曲線的比較，完成線性度的比對。