[發(fā)明專利]一種具有溫度補(bǔ)償功能的測(cè)距裝置及切割系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011631170.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112815819B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王好勇;余錦望;封雨鑫;陳焱;高云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司;深圳市大族智能控制科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/06
• 分類號(hào): G01B7/06;B23K26/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有溫度補(bǔ)償功能的測(cè)距裝置，其特征在于，包括：寄生電容、變?nèi)荻O管、第一電阻、電壓源、運(yùn)放及處理器；

所述寄生電容的第一端接測(cè)距端，所述寄生電容的第二端接所述運(yùn)放的信號(hào)輸入端；

所述變?nèi)荻O管與所述第一電阻并聯(lián)，組成并聯(lián)電路；

所述并聯(lián)電路與所述寄生電容并聯(lián)；

所述變?nèi)荻O管的正極接地，所述變?nèi)荻O管的負(fù)極與所述電壓源連接；

所述運(yùn)放的信號(hào)輸出端與所述處理器的信號(hào)輸入端連接；

當(dāng)溫度變化時(shí)，所述寄生電容的變化與所述變?nèi)荻O管的等效電容的變化方向相反且大小相近，以補(bǔ)償?shù)羲黾纳娙菀驕囟茸兓瘜?duì)測(cè)量高度的影響。

2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述測(cè)距裝置還包括第二電阻；

所述第二電阻的第一端與所述變?nèi)荻O管的負(fù)極連接，所述第二電阻的第二端與所述電壓源連接，所述第二電阻是溫敏電阻，所述第一電阻在溫度變化時(shí)阻值基本不變，從而使得：當(dāng)溫度變化時(shí)，所述寄生電容的變化與所述變?nèi)荻O管的等效電容的變化方向相反且大小相近。

3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距裝置，其特征在于，還包括：第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第一驅(qū)動(dòng)電壓源及第二驅(qū)動(dòng)電壓源；所述寄生電容的第二端與所述運(yùn)放的輸入正極連接；所述第五電阻與所述第一電容串聯(lián)，組成串聯(lián)電路；所述串聯(lián)電路的第一端與所述寄生電容的第二端連接，所述串聯(lián)電路的第二端與所述第三電阻的第一端連接；所述第三電阻的第二端與所述運(yùn)放的輸入負(fù)極連接，所述第三電阻的第二端還與所述第四電阻的第一端連接，所述第四電阻的第二端接地；所述第三電阻的第一端還與所述運(yùn)放的信號(hào)輸出端連接；所述第一驅(qū)動(dòng)電壓源的一端接地，所述第一驅(qū)動(dòng)電壓源的另一端接所述運(yùn)放；所述第二驅(qū)動(dòng)電壓源的一端接地，所述第二驅(qū)動(dòng)電壓源的另一端接所述運(yùn)放；從而實(shí)現(xiàn)將電容轉(zhuǎn)化為頻率。

4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述處理器包括：

頻率接收模塊，用于接收由所述運(yùn)放發(fā)送的頻率數(shù)據(jù)；

處理模塊，用于將所述頻率數(shù)據(jù)處理得到距離數(shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求4所述的測(cè)距裝置，其特征在于，

所述處理模塊，具體用于根據(jù)公式計(jì)算得到所述距離數(shù)據(jù)h；其中，R為電路內(nèi)部諧振回路的等效電阻，ε為介電常數(shù)，s為測(cè)距端截面積，k為靜電力常量，f為接收到的頻率數(shù)據(jù)。

6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述運(yùn)放能向所述處理器發(fā)送由電容轉(zhuǎn)化的頻率數(shù)據(jù)；

所述處理器能由所述頻率數(shù)據(jù)得到距離數(shù)據(jù)。

7.如權(quán)利要求1或6所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述寄生電容能與板間電容并聯(lián)；

所述板間電容的大小隨板間高度變化；

待測(cè)量的距離為h+Δh1+Δh2，其中，h是與所述板間電容相關(guān)的實(shí)際高度值，Δh1是所述寄生電容因溫度變化造成的高度誤差，Δh2是與所述變?nèi)荻O管的等效電容相關(guān)的高度補(bǔ)償，Δh2用于補(bǔ)償誤差Δh1；

所述運(yùn)放能向所述處理器發(fā)送由所述寄生電容、所述變?nèi)荻O管的等效電容、以及所述板間電容轉(zhuǎn)化的頻率數(shù)據(jù)。

8.一種切割系統(tǒng)，其特征在于，包括：如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的測(cè)距裝置和切割機(jī)構(gòu)；所述處理器的信號(hào)輸出端與所述切割機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸入端通信連接。

9.如權(quán)利要求8所述的切割系統(tǒng)，其特征在于，所述切割系統(tǒng)還包括：

噴嘴，與工件之間存在板間電容，所述板間電容的大小隨所述噴嘴與所述工件之間的距離變化而變化；

陶瓷環(huán)，位于所述噴嘴上方；

電路板；

所述寄生電容是所述陶瓷環(huán)到所述電路板的線纜上的電容；

所述寄生電容能與所述板間電容并聯(lián)；

待測(cè)量的距離為h+Δh1+Δh2，其中，h是與所述板間電容相關(guān)的實(shí)際高度值，Δh1是所述寄生電容因溫度變化造成的高度誤差，Δh2是與所述變?nèi)荻O管的等效電容相關(guān)的高度補(bǔ)償，Δh2用于補(bǔ)償誤差Δh1。

10.如權(quán)利要求8所述的切割系統(tǒng)，其特征在于，所述切割機(jī)構(gòu)包括：控制器和切割執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述控制器的信號(hào)輸入端與所述處理器的信號(hào)輸出端通信連接，所述控制器的信號(hào)輸出端與所述切割執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸入端通信連接；

所述控制器包括：

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收由所述處理器輸出的距離數(shù)據(jù)；

指令發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)輸出調(diào)高指令到所述切割執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

所述指令發(fā)送模塊，包括：

數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)不同距離與調(diào)高指令之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

查詢單元，用于根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)查詢所述數(shù)據(jù)庫(kù)得到相對(duì)應(yīng)的調(diào)高指令；

指令輸出單元，用于將查詢得到的調(diào)高指令輸出到所述切割執(zhí)行機(jī)構(gòu)。