专利名称：微量位移测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种长度测量装置，具体地讲是一种微量位移测量装置。
在生产实践中，长度的是十分重要的一种测量指标，而且有些物理量的测量也是通过长度的转换而获得。目前，一种常用的长度测量是利用位移来实现的，其工作原理是，利用两个可产生相对位移的传感器，将该位移的长度物理量转换成电信号。该电信号经过不同的计算处理后，即可获得所需的测量值。例如，用于测量橡胶、塑料等物质硬度的邵尔硬度计就是上述传感器的一种较为典型的应用。
邵尔硬度是检测橡胶类产品性能的较为重要指标。其测量硬度的工作原理是，将连接于传感器动栅的压针在试验力的作用下压入试样的表面，当连接于传感器定栅的压足表面与试样表在紧密贴合时，压针相对对压足平面的一定的伸出长度，长度越大表示邵尔硬度越低，反之越高，该位移量通过计算处理后得出邵尔硬度。
现有的位移测量装置中，包括有一动栅和一个定栅组成的传感器。一个可移动的呈杆状的探测头固定连接于动栅，构成一个探测部件，通过探测头的移动带动动栅作相对于定栅的移动。为测量的更为准确，动栅的运动应尽可能地平行于定栅，所以要求杆状的探测头与动栅滑块之间的连接也应尽可能地同轴，由于探测头与动栅间是一种刚性的连接结构，所以对零部件的加工以及安装精度均要求较高，因此大大地增加了加工以及安装的难度。
在探测部件中，杆状的探测头是由一套筒状本体支撑，该套筒内设有测力弹性元件，该测力弹性元件一般由一个压缩弹簧来实现的。在试验力的作用下，探测头压缩弹簧而产生位移，而推动动栅相对于定栅而产生一定的相对位移量。由这样的工作原理可以得知，探测头的移动灵敏度受弹性测力元件的影响较大，首先，必须在试验力至少大于弹簧的弹力情况下才会产生位移，而不会在开始施加外力时即会产生位移，所以其探测头的灵敏度较低；另外，弹性元件的长径比较大，因此弹簧的稳定性较差，当探测头受外力作用而压缩该弹簧时，弹簧会产生一定的振动，使得弹簧在运动过程中，于套管内壁产生一定的摩擦而增大其运动阻力，也会影响探测头的移动灵敏度。
本实用新型的目在于提供一种微量位移传感器，在降低加工精度的情况下保证探测头与动栅间的连接精度，从而提高动栅相对于定栅间的运动的平行度，以此提高位移的测量精度；另外，对探测头的弹性测力结构进行改进，以提高探测头的运动灵敏度。
本实用新型的目的是这样实现的一种微量位测量装置，至少包括有一个定栅和一个动栅构成的传感器，定栅固定于一本体上，动栅相对于定栅固定地本体内的可移动的滑块上；动栅的一端连接有探测头，该探测头由套管动配合支撑，套管内设有弹性测力元件，其特征在于，所述的探测头与动栅间柔性贴触式连接；所述的弹性测力元件至少包括由两个弹性元件组成。
本实用新型的目的还可由下措施实现的，所述的探测头与动栅之间的柔性贴触式连接是一种磁连接，即在探测头与动栅之间的柔性磁连接是在探测头或者固定于动栅的滑块间至少有一个带有磁铁，两者间由该磁铁吸附接触式连接，而可产生同步运动。弹性测力元件可为压缩弹簧，该压缩弹簧可套设于杆状探测头上，在杆状探测头上至少设有一个轴向间隔，所述的弹性元件可套设于该间隔区隔形成多弹簧的测力结构。所述套管内可设有与套管内壁螺合的螺母压设于弹性元件的顶端，滑块的另一端可设有调位装置。本体与套管间可由连接装置固定连接。所述的传感器，可采用光栅、磁栅、容栅。
同现有技术相比，本实用新型效果是显著的，其一，由于本实用新型中，探测头与动栅的滑块间利用磁性元件形成一种柔性连接结构，因此，两者间的同轴度可随相对的移动而自动进行调整，因此动栅的运动基本上不会受到探测头的运动轨迹的影响，而保证其相对于定栅的相对运动的平行度，从而提高位移的测量精度；其二，本实用新型中，探测头的测力弹性元件至少由两个弹性元件组成，即在初始状态下，探测头是由两相向的弹性力而保持平衡状态，在很小的外力的作用下，即可破坏该平衡状态而立即产生位移，因此，探测头的位移灵敏度被大大地提高了。另外，由于在本实用新型中，弹性元件被区隔成两段，每段弹簧的长径比减小了，所以每一弹性元件的稳定性增强了，当其被压缩而产生运动时不会因弹簧的振动产生附加的阻力，也会增加探测头的运动灵敏度。
附图图面说明；
图1为本实用新型的结构示意图。
下面将结合实施例及其附图详细说明本实用新型如下；请参图1所示，本实用新型至少包括有一个定栅1和一个动栅2，该定栅1固定于一本体3上。动栅2相对于定栅1固定地本体1内的可移动的滑块4上；由滑块4带动动栅2作与定栅1相对的直线移动。
动栅2的一端连接有探测头5，该探测头5呈一杆状体，并由套管6动配合支撑，套管6内设有弹性测力元件，上述结构构成本实用新型的探测组件。而本实用新型的主要特征是，探测头5与动栅2之间采用的是一种柔性贴触式连接，即两者间不采用刚性连接结构，并利用该种柔性贴触式的连接实现两者间的同步运动；在本实施例中，所述柔性贴触式连接通过磁连接结构来实现的。如图1所示，在探测头5或动栅2两者的结合处至少有一个设有磁铁，最佳为永磁铁，将两者吸合以形成贴触式的连接。在本实施例中，与动栅2固定连接的滑块4与探测头5的接合处固设有一磁铁7，探测头5的端头通过该磁铁7吸合于滑块4而连接在一起。在测试时，探测头5在试验力的作用下推顶滑块4；而当试验力取消后，利用探测头5恢复至原位，而滑块4则由磁铁7的吸合作用而随探测头5恢复原位，实现两者间的同步运动。由于探测头5与滑块4间不是采用刚性连接结构，在装配时无需进行同轴度的调整，但探测头5推动滑块4运动时产生不同轴的情况时，其端面可在磁铁7的端面自行移动而形成自动调整功能，因此动栅2的运动基本上不会受到探测头5的运动轨迹的影响，可确保其相对于定栅1的相对运动的平行度，从而提高位移的测量精度；
本实用新型中，杆状探测头5是由一套管6动配合支撑。本体3与套管6间可由连接装置固定连接，本实施例中，在本体3与套管6间设有一连接套8，该连接套8的两端分别与本体3和套管6螺接。
在本实用新型中，套管6内所设有一弹性测力元件是由压缩弹簧构成。该压缩弹簧套设于杆状探测头5上。本实用新型的另一特征是弹性测力元件至少由两弹性元件组成。如图1所示，杆状探测头5上至少固定设有一个轴向间隔51，于该间隔51两边分别套设有两个压缩弹簧91和92。该两压缩弹簧91和92的压缩量由螺合于套管6内壁的调整螺母11进行调整，两个呈压缩状态的弹簧91和92对固定于杆状探测头5上的间隔51产生两相向弹性力，由该两相向的弹性力使得探测头5保持于一个平衡状态。
另外本实用新型中，滑块4的另一端可设有调位装置10，由该调位装置10调整探测头5伸出端的合理的伸出长度。
本实用新型的工作原理是，当进行长度测量时，对探测头5的伸出端施加一外力而使其产生回缩的移动，并同时推动滑块4同步运动，再通过动栅2与定栅1间的相对位移测量出所需长度。由于本实用新型中滑块4与探测头5间采用的是一种柔性贴触式连接，所以两者间的同轴度可随相对的移动而自动进行调整，从而保证了动栅2相对于定栅1的相对运动的平行度，从而提高位移的测量精度；另外，本实用新型探测头5在初始状态下是由两相向的弹性力而保持平衡状态，而当探测头5的运动，是由外力和与该外力同方向的弹性力的共同作用而产生的，因此在很小的外力的作用下，即可破坏该平衡状态而使得探测头5立即产生位移，因此，探测头的位移灵敏度大大地提高了。另外，由于在本实用新型中，弹性元件被区隔成两段，每段弹簧的长径比减小了，所以每一弹性元件的稳定性增强了，当其被压缩运动时不会因弹簧的振动而产生附加的阻力，也会增加探测头的运动灵敏度。
本实用新型可应用于各种长度测量装置，以及其它测量装置中，如邵尔硬度计等。因此，本实用新型的可依使用场合采用如光栅、磁栅、容栅等常规的传感器。当本实用新型作为邵尔硬度计时，采用容栅效果更佳。
权利要求1.一种微量位移测量装置，至少包括有一个定栅和一个动栅构成的传感器，定栅固定于一本体上，动栅相对于定栅固定地本体内的可移动的滑块上；动栅的一端连接有探测头，该探测头由套管动配合支撑，套管内设有弹性测力元件，其特征在于，所述的探测头与动栅间柔性贴触式连接；所述的弹性测力元件至少包括由两个弹性元件组成。
2.根据权利要求1所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述的探测头与动栅之间的柔性贴触式连接是一种磁连接。
3.根据权利要求2所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述的探测头与动栅之间的柔性磁连接是在探测头或者固定于动栅的滑块间至少有一个带有磁铁，两者间由该磁铁吸附接触式连接，而可产生同步运动。
4.根据权利要求1所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述的弹性测力元件可为压缩弹簧，该压缩弹簧可套设于杆状探测头上。
5.根据权利要求1或4所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述杆状探测头上至少设有一个轴向间隔，所述的弹性元件可套设于该间隔区隔形成多弹簧的测力结构。
6.根据权利要求1所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述套管内可设有与套管内壁螺合的螺母压设于弹性元件的顶端。
7.根据权利要求1所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述的滑块的另一端可设有调位装置。
8.根据权利要求1所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述的本体与套管间可由连接装置固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种微量位移测量装置，其特征在于所述的传感器，可采用光栅、磁栅、容栅。
专利摘要一种微量位移测量装置,至少包括有一个定栅和一个动栅构成的传感器,定栅固定于一本体上,动栅相对于定栅固定地本体内的可移动的滑块上;动栅的一端连接有探测头,该探测头由套管动配合支撑,套管内设有弹性测力元件,其特征在于,所述的探测头与动栅间柔性贴触式连接;所述的弹性测力元件至少包括由两个弹性元件组成。本实用新型位移的测量精度高,探测头的运动灵敏度高。
文档编号G01B11/04GK2411464SQ0023140
公开日2000年12月20日 申请日期2000年4月4日 优先权日2000年4月4日
发明者高青, 陈德铭, 郝建国 申请人:时代集团公司