专利名称：位移测量系统和方法
位移测量系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种位移测量系统和方法，更具体地涉及实现绝对位移的测量系统和方法。
背景技术：
在现有机械加工行业，尤其是机床上，在一些高温，高压，油污等较恶劣的环境下，通常会使用一种利用电感原理的测量系统和方法。该种测量系统包括读数头和装有钢球的不锈钢尺身，读数头内包括有感应线圈和测量电路，当在钢球上移动时，其感应的电压呈周期性的正弦波变化。经过了多少个周期，就可以得到其相对距离。但所述测量系统和方法的缺点是上电时，读数头无法定位该读数头处于第几个球的位置，因而在测量时需要人工找到一个参考点，利用该参考点获取相对位置的信号，且每次开启机器需重新设定。该测量装置需记录周期的数目及确定所在周期。每次开启测量装置时需要重新设置参考点，不仅浪费时间，降低工作效率，而且有损测量精度，造成测量误差。因此希望提供一种测量系统和方法，能够具有绝对定位技术，无需额外设定参考点，节约时间，提高工作效率和测量精度。本发明的其他期望特征和特性将在结合附图以及前面的技术领域和背景技术的情况下，从后面的详细描述以及所附权利要求中变得显而易见。
发明内容
本发明目的是提供一种测量系统和方法，其利用磁致伸缩效应主动获取测量参考点，进而测量待测物的绝对距离，简化测量工作，节约时间，提高测量精度。根据本发明，提供一种位移测量系统，包括:电源输入单元，连接各单元，用于向各单元供电；数据采集单元，设有单片机，单稳态触发器，RS触发机，功率放大器，波导丝，感应线圈，放大整形器，高频信号发生器和外接计数器；所述数据采集单元采集读数头单元中磁铁位移信号并通过数据连接端输出计算结果至读数头单元控制单元；所述读数头单元，包括磁铁，开关滤波器，功率放大器，线圈组件和模拟检测电路及比较器，控制单元；所述读数头单元接收数据采集单元提供的磁铁位移信号，确认正弦波信号单元的初始位置；所述读数头单元随待测物移动，线圈组件感应正弦波位置，控制单元获取位移值，经数据采集单元输出至输出单元；所述正弦波信号发生单元为多个大小等同并列点接触布置并限制彼此相对运动的规则形状构件，所述构件为可磁化材料制作；输出单元与数据采集单元连接，用以读取待测物体的位移值。优选的，数据采集单元中波导丝穿过正弦波信号发生单元的轴心。正弦波信号发生单元为磁性钢球。读数头单元沿正弦波信号发生单元轴向移动。
本发明还提供一种位移测量方法，包括以下步骤:
步骤A，待测物与读数头单元固定；
步骤B，数据采集单元采集波导丝感应的磁铁位置信号，确定读数头磁铁所在正弦波信号单元的位置，发送至读数头单元；
步骤C，读数头单元以此信号为基点，与正弦波单元做相对运动；移。本发明提供的测量系统和方法，由读数头单元内磁铁与连接数据采集单元的波导丝感应获取正弦波单元位置的信号，能在任何时候确认其所在正弦波单元的位置以确认参考点，由数据采集装置传送给读数头线圈感应正弦波单元的位置而测量待测物的位移。因而能省却寻找参考点的步骤，实现绝对定位的功能，进而节省工作时间，提高工作效率和测量精度。
下文中将结合下面的附图来描述本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件，其
中:
图1本发明实施例的功能2本发明方法的步骤
具体实施方式为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以理解本发明，并不用于限定本发明。结合本发明的内容提供一下实施例:如图1所示，本发明实施例提供的一种移测量系统，包括:电源输入单元101，连接各单元，用于向数据采集单元102供电，通过复位单元122向读数头103供电.
数据采集单元102，设有单片机116，单稳态触发器115，RS触发机119，功率放大器114，波导丝113，感应线圈117，放大整形器118，高频信号发生器121和外接计数器120 ；所述数据采集单元102采集读数头单元103中磁铁105位移信号并通过数据连接端输出计算结果至读数头单元控制单元112。所述读数头单元103，包括磁铁105，开关滤波器110，功率放大器111，线圈组件106和模拟检测电路及比较器109，控制单元112 ;所述读数头单元103接收数据采集单元102提供的磁铁105位移信号，确认所对应正弦波信号单元108的位置；所述读数头单元103随待测物移动，沿正弦波信号单元108轴向运动，线圈组件106感应正弦波位置，控制单元112获取位移值，经数据采集单元102输出至输出单元104。所述正弦波信号发生单元108为多个大小等同并列点接触布置并限制彼此相对运动的规则形状构件，所述构件为可磁化材料制作。输出单元104与数据采集单元102连接，用以读取待测物体的位移值。
优选的，数据采集单元102中波导丝穿过正弦波信号发生单元108的轴心。正弦波信号发生单元108为多个磁性钢球。
读数头单元103沿正弦波信号发生单元108移动。本发明还提供一种位移测量方法，包括 步骤A，待测物与读数头单元103固定；
步骤B，数据采集单元102采集波导丝113感应的磁铁位置信号，确定读数头103所在正弦波信号单元108的位置，发送至读数头单元103 ；
步骤C，读数头单元103以此信号为基点，与正弦波单元108做相对运动；
步骤D，读数头单元103线圈组件106获取正弦波单元108的位置，确定待测物的位移。应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明的保护范围。对本领域普通技术人员来说，根据上述说明所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种位移测量系统，其特征在于，包括: 电源输入单元，连接各单元，用于向各单元供电； 数据采集单元，设有单片机，单稳态触发器，RS触发机，功率放大器，波导丝，感应线圈，放大整形器，高频信号发生器和外接计数器；所述数据采集单元采集读数头单元中磁铁位移信号并通过数据连接端输出计算结果至读数头单元控制单元； 所述读数头单元，包括磁铁，开关滤波器，功率放大器，线圈组件和模拟检测电路及比较器，控制单元；所述读数头单元接收数据采集单元提供的磁铁位移信号，确认所对应正弦波信号单元的位置；所述读数头单元随待测物移动，线圈组件感应正弦波位置，控制单元获取位移值，经数据采集单元输出至输出单元； 所述正弦波信号发生单元为多个大小等同并列点接触布置并限制彼此相对运动的规则形状构件，所述构件为可磁化材料制作； 输出单元与数据采集单元连接，用以读取待测物体的位移值。
2.如权利要求1所述的位移测量系统，其特征在于数据采集单元中波导丝穿过正弦波信号发生单元的轴心。
3.如权利要求1所述的位移测量系统，其特征在于正弦波信号发生单元为多个磁性钢球。
4.如权利要求1所述的位移测量系统，其特征在于读数头单元沿正弦波信号发生单元轴向运动。
5.一种位移测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤A，待测物与读数头单元固定； 步骤B，数据采集单元采集波导丝感应的磁铁位置信号，确定读数头磁铁所在正弦波信号单元的位置，发送至读数头单元； 步骤C，读数头单元以此信号为参考点，与正弦波单元做相对运动； 步骤D，读数头单元线圈组件获取正弦波单元的位置，确定待测物的位移。
6.如权利要求5所述的位移测量方法，其特征在于数据采集单元中波导丝穿过正弦波信号发生单元的轴心。
7.如权利要求5所述的位移测量方法，其特征在于正弦波信号发生单元为多个磁性钢球。
8.如权利要求5所述的位移测量方法，其特征在于读数头沿正弦波信号发生单元轴向运动。
全文摘要
本发明揭露了一种位移测量系统和方法，至少包括电源输入单元，向各单元供电；数据采集单元，获取读数头单元的初始位置；正弦波信号发生器，读数头与待测物沿其运动时提供正弦波信号；读数头单元，读取待测物的绝对位移；输出单元，输出位移值。本发明可解决目前位移测量时需首先寻找参考点导致的工作效率低下，操作复杂，测量精度低等问题，达到提高工作效率，简化操作步骤，提高测量精度的目的。
文档编号G01B7/02GK103162609SQ20111040750
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者张伟, 张磊, 龚向东, 马燕辉, 陈琪 申请人:上海球栅测量系统有限公司