[發明專利]一種加速度傳感器用懸絲翹曲度的檢測裝置

有效

• 申請號: 202011307245.0
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112361969B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 郭建麟;吳帥;肖偉東;廖建平;李曉婷;肖述晗
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/26;G01B11/16
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王松

1.一種加速度傳感器用懸絲翹曲度的檢測裝置，其特征在于：包括底板(1)、懸絲固定機構(2)、X向位移機構(3)、Z向位移機構(4)、X向位置測量機構(5)、Y向位置測量機構(6)、Z向位置測量機構(7)、三軸數顯表(8)；其中所述底板(1)是整套檢測裝置的安裝平臺，所述懸絲固定機構(2)將被測懸絲(9)的一端固定、另一端呈現自由垂落狀態；所述X向位移機構(3)用于實現檢測裝置能沿懸絲厚度方向移動，所述Z向位移機構(4)用于實現檢測裝置能沿懸絲長度方向移動，所述X向位置測量機構(5)用于實現檢測裝置能測量懸絲在厚度方向上彎曲的距離，所述Y向位置測量機構(6)用于實現檢測裝置能沿懸絲寬度方向的移動和位置測量，所述Z向位置測量機構(7)用于實現檢測裝置能測量懸絲在長度方向上的彎曲距離，所述三軸數顯表(8)用于實現所述X向位置測量機構(5)、所述Y向位置測量機構(6)、所述Z向位置測量機構(7)的位置坐標同時顯示；

所述懸絲固定機構(2)包括安裝固定在所述底板(1)上的帶凸臺平板(21)和小型磁鐵塊(22)；所述帶凸臺平板(21)固定連接在所述底板(1)上，所述小型磁鐵塊(22)通過與所述帶凸臺平板(21)的磁力將被測懸絲(9)的一端固定在所述帶凸臺平板(21)的凸臺上，被測懸絲(9)以自由狀態自由下垂；

所述X向位移機構(3)包括一套絲桿機構(31)、一套光軸導軌機構(32)和一個承載固定板(33)組成；所述絲桿機構(31)由兩個第一軸承座(311)、一根第一梯形絲桿(312)、一個第一螺母(313)、一個第一螺母座(314)及一個第一手輪(315)組成；所述光軸導軌機構(32)由兩個第一支架(321)、一根光軸(322)、一個滾珠滑塊(323)和一個鎖緊手柄(324)組成；通過所述承載固定板(33)將所述絲桿機構(31)中所述第一螺母座(314)與所述光軸導軌機構(32)中的所述滾珠滑塊(323)連接在一起；通過旋轉所述絲桿機構(31)中所述第一手輪(315)帶動所述第一梯形絲桿(312)轉動，進而通過所述第一螺母(313)與所述第一螺母座(314)實現將旋轉運動轉化為直線運動，帶動所述承載固定板(33)實現所述X向位移機構(3)的直線位移；通過所述光軸導軌機構(32)中的所述鎖緊手柄(324)，實現所述X向位移機構(3)的鎖止定位；

所述X向位置測量機構(5)包括一套X向光柵尺(51)、一個連接第二支架(52)；所述連接第二支架(52)將所述X向光柵尺(51)的第一讀數頭(512)與所述X向位移機構(3)中的所述第一螺母座(314)連接在一起，實現共同運動，完成對X向的位置測量；

所述Z向位移機構(4)是一套由包括兩個第二軸承座(41)、一根第二梯形絲桿(42)、一個第二螺母(43)、一個第二螺母座(44)及一個第二手輪(45)組成的絲桿機構；所述Z向位移機構(4)與所述X向位移機構(3)的運動原理相同；

所述Z向位置測量機構(7)包括一套Z向光柵尺(71)、一個豎向槽板(72)、一個滑動連接板(73)、一個鎖緊第一螺釘(74)；所述滑動連接板(73)與所述Z向光柵尺(71)的第三讀數頭(712)連接在一起，通過鎖緊所述鎖緊第一螺釘(74)將所述Z向光柵尺(71)的第三讀數頭(712)固定在被測位置，實現對Z向的位置測量；

所述Y向位置測量機構(6)包括一套Y向光柵尺(61)、一個橫向槽板(62)、一個指針連接板(63)、一個鎖緊第二螺釘(64)；所述Y向光柵尺(61)的尺身(611)與所述橫向槽板(62)一起連接固定在所述Z向位移機構(4)中的所述第二螺母座(44)與所述Z向位置測量機構(7)中的所述Z向光柵尺(71)的第三讀數頭(712)上，使得所述Z向位置測量機構(7)中的所述Z向光柵尺(71)的第三讀數頭(712)與所述Z向位移機構(4)中的所述第二螺母座(44)一起運動；所述指針連接板(63)與所述Y向光柵尺(61)的第二讀數頭(612)連接在一起，通過鎖緊所述鎖緊第二螺釘(64)能夠將所述Y向光柵尺(61)的第二讀數頭(612)固定在被測位置，實現對Y向的位置測量；

所述三軸數顯表(8)通過連接線給所述X向光柵尺(51)、所述Y向光柵尺(61)、所述Z向光柵尺(71)供電，并將三個光柵尺的位置讀數同時顯示出來；

所述一種加速度傳感器用懸絲翹曲度的檢測裝置的工作方法為，

步驟一：固定被測懸絲；

將加速度傳感器用懸絲翹曲度的檢測裝置水平放置；

用小型磁鐵塊(22)將被測懸絲(9)的一端固定在帶凸臺平板(21)的凸臺上，使得被測懸絲(9)以自由狀態自由下垂；

步驟二：將檢測裝置尋零；

打開三軸數顯表(8)電源，給X向光柵尺(51)、Y向光柵尺(61)、Z向光柵尺(71)供電；通過分別轉動第一手輪(315)與第二手輪(45)，將指針連接板(63)的指針頭輕觸帶凸臺平板(21)的凸臺下沿，并將鎖緊手柄(324)與鎖緊第一螺釘(74)均鎖緊，使得檢測裝置X向與Z向均固定不動；移動指針連接板(63)使指針頭盡量貼近被測懸絲(9)的一邊，并將鎖緊第二螺釘(64)鎖緊，使得檢測裝置Y向固定不動；按下三軸數顯表(8)的清零按鈕，使得三個光柵尺的顯示均為0；

步驟三：測量被測懸絲上第一個翹彎的翹曲度；

保持鎖緊手柄(324)與鎖緊第二螺釘(64)均鎖緊狀態，松開鎖緊第一螺釘(74)；轉動第二手輪(45)，使指針連接板(63)的指針頭隨之向下運動；

觀察指針連接板(63)的指針頭，當其與被測懸絲(9)第一個翹彎的起點A₁平齊時，記錄三軸數顯表的X與Z的讀數(x₁，z₁)；繼續轉動第二手輪(45)，當其與被測懸絲(9)第一個翹彎的終點A₃平齊時，記錄三軸數顯表的X與Z的讀數(x₃，z₃)；松開鎖緊手柄(324)，分別轉動第二手輪(45)與第一手輪(315)，使指針連接板(63)的指針頭與被測懸絲(9)第一個翹彎的高點A₂平齊，并記錄三軸數顯表的X與Z的讀數(x₂，z₂)；

計算被測懸絲(9)第一個翹彎的翹曲度w₁如公式(1)所示：

式中：

w₁為懸絲第一個翹彎的翹曲度，其值的大小表示翹彎的大小，其值的符號表示翹彎的方向；

Δ₂為懸絲第一個翹彎在厚度方向上的最大偏離量，當懸絲的A₁點與A₃點在同一垂直面上，x₁＝x₃＝0時，則Δ₂＝x₁-x₂＝-x₂；

L₁₃為懸絲第一個翹彎在長度方向上的相應長度，當懸絲的A₁點與A₃點在同一垂直面上x₁＝x₃＝0時，則L₁₃＝z₁-z₃；

(x₁，z₁)、(x₂，z₂)、(x₃，z₃)分別為懸絲第一個翹彎起點A₁、高點A₂、終點A₃的位置坐標；

步驟四：重復步驟三，測量被測懸絲上其他翹彎的翹曲度；

通過繼續轉動第二手輪(45)與第一手輪(315)，測量得到被測懸絲(9)上其他翹彎的起點、高點、終點的位置坐標，進而計算得到其他翹彎的翹曲度；

步驟五：判定被測懸絲是否合格；

通過比較被測懸絲(9)上所有翹彎翹曲度w_i的大小，得到被測懸絲(9)的最大翹曲度w_max，進而判定被測懸絲是否合格；被測懸絲(9)的合格判據是應能同時滿足如公式(2)、公式(3)所示的條件：

w_max≤0.02 (2)

i≤2 (3)

式中：

w_max為懸絲的最大翹曲度，w_max＝max(w_i)；

i為懸絲的翹彎個數。