一种拖动式lvdt位移传感器校准装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传感器校准领域，尤其涉及利用机械式的方法进行校准的，一种拖动式LVDT位移传感器校准装置及方法。
【背景技术】
[0002]LVDT (Linear Variable Differential Transformer，线性可变差动变压器)位移传感器属于直线位移传感器。具有无限的机械寿命、无限的分辨率、可重复性及稳定性高、坚固耐用、环境适应性强以及输入输出隔离等优点，已广泛应用于航天航空、机械、建筑、纺织、铁路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等国民经济各行各业，是用来测量伸长，振动，物体厚度，膨胀等的高技术产品。LVDT位移传感器工作原理简单地说是铁芯可动变压器。拖动式LVDT位移传感器实际应用时，将被测结构物与铁芯相连，被测结构物移动时，通过测试传感器输出电压来计算铁芯即被测结构物的位移量。
[0003]LVDT位移传感器在出厂或使用前，会经过专业的机构进行标定与校准，建立传感器的输入与输出特性关系。在使用过程中，正式位移测试前，通常会对包含传感器以及采集器的整个测试系统进行调试，来确定系统零位以及考察系统的可靠性以及稳定性；另外，传感器使用过程中，随着时间的推移或温度的变化，传感器特性可能会发生变化，产生零点漂移等现象，影响测量的准确度，这就要求快速的对传感器进行校准以确定其可用性，但在很多情况下不方便拿回实验室环境进行检测校准，而实验室设备也很笨重无法拿到试验现场。在试验或工业应用现场情况下，快速、方便、准确的为传感器提供位移量至关重要。本发明基于以上需求提出，发明了轻便式的机械式的拖动式LVDT位移传感器校准装置及其使用方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种快速、方便、准确的，一种拖动式LVDT位移传感器校准装置。本发明的目的还包括提供一种利用机械式的方法进行校准的，一种拖动式LVDT位移传感器校准方法。
[0005]一种拖动式LVDT位移传感器校准装置，包括百分表1、调整螺钉2、顶盖3、外壳4、滑柱5、限位螺钉6和夹头7;
[0006]顶盖3安装在外壳4 一端，夹头7安装在外壳4另一端，滑柱5位于外壳内部，百分表I穿过顶盖3，百分表I侧头与滑柱5相连，调整螺钉2穿过顶盖3与滑柱5 —端相连，滑柱5外侧开有滑槽，限位螺钉6穿过外壳4安装在滑柱5的滑槽内，螺钉2转动带动滑柱5左右移动，滑柱5左右移动带动限位螺钉6在滑槽内移动。
[0007]本发明一种拖动式LVDT位移传感器校准装置，还可以包括:
[0008]铜块15和第三螺钉16，百分表I通过第三螺钉16固定在顶盖上，在百分表I第三螺钉16之间安装有铜块15。
[0009]一种拖动式LVDT位移传感器校准方法，包括以下几个步骤，
[0010]步骤一:将传感器铁芯11安装在滑柱5连接头上，滑柱5带动传感器铁芯11移动，传感器铁芯11位于夹头7内部，传感器铁芯11外侧套有衬套13，传感器本体12安装在衬套13和夹头7之间；
[0011]步骤二:将衬套13抽出，转动调整螺钉2使得传感器铁芯11左右移动，百分表I的移动方向和位移值与传感器铁芯11的移动方向和位移值相同，通过百分表I读出传感器位移量，对传感器进行校准。
[0012]有益效果
[0013]利用本发明可以有效解决拖动式LVDT位移传感器在试验或工业应用现场的校准及调试难题，可以快速、准确、方便的校准及调试LVDT位移传感器，具有装置轻便、方法简单、可靠性高、环境适应强、使用方便等特点。
【附图说明】
[0014]图1拖动式LVDT位移传感器校准装置的主视图；
[0015]图2拖动式LVDT位移传感器校准装置图的右视图；
[0016]图3拖动式LVDT位移传感器校准装置图的俯视图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0018]本发明通过设计特定的机构，使所述的传感器铁芯与百分表测头移动的方向及位移值相同，传感器铁芯位移量通过百分表读出。所述校准装置主要由百分表或精度较高的千分表、调整螺钉、顶盖、外套、滑柱、限位螺钉、夹头、螺钉、垫圈及衬套等部分组成，装置采用非导磁的不锈钢材料制作。装配好后如附图1-3所示。
[0019]本发明的目的是这样实现的:如附图1所示，首先，将未安装传感器的校准装置夹头7拧下来，把LVDT位移传感器移动铁芯11通过螺纹安装在滑柱5连接头上，将衬套13套在铁芯即滑柱连接头上，将校准装置夹头7穿过衬套通过螺纹与外壳4拧紧；其次，将LVDT位移传感器本体12穿过衬套，插入校准装置尾端夹头7，使铁芯基本在传感器本体中心，利用螺钉8将夹头7内的传感器本体锁紧，抽出衬套；然后，拧动调整螺钉2，调整螺钉转动的情况下会带动滑柱5左右移动，滑柱一端与百分表I测头接触，另一端带动传感器铁芯移动，铁芯移动的方向与百分表I测头移动的方向及位移值相同，位移量通过百分表读出?’最后，根据传感器量程设计几档校准位移量，记录被校准传感器相应的输出量电信号，并与输入量百分表位移值比较，作出校准图表。
[0020]参阅图1-3所示，本发明中的拖动式LVDT位移传感器校准装置安装方法如下:
[0021]将校准装置所有零件准备好，把滑柱5穿入外壳4中，然后将行程限位螺钉6穿过外壳与滑柱通过螺纹连接好；将调整螺钉2穿过顶盖3通过螺纹与滑柱5相连，转动调整螺钉2使行程限位螺钉6在其滑槽中心，利用螺钉214将顶盖3与外壳4连接并固定好，行程限位螺钉6的作用是限制滑柱5的行程以及指示滑柱5的位置；将百分表(或千分表)I穿过顶盖3，百分表I测头顶在滑柱上，压缩百分表I行程至其量程的一半，利用螺钉316将百分表I顶紧固定在顶盖上，在螺钉316前面加入铜块15目的是防止螺钉316拧紧转动过程中可能对百分表造成损伤；将夹头7通过螺纹与外壳连接好，校准装置组装完成。
[0022]利用本发明对拖动式LVDT位移传感器进行校准的方法如下:
[0023]1.组装拖动式LVDT位移传感器校准装置
[0024]按照上述拖动式LVDT位移传感器校准装置安装方法将校准装置组装到位。
[0025]2.在校准装置上安装好拖动式LVDT位移传感器
[0026]参阅图1，首先，将校准装置夹头7拧下来，把LVDT位移传感器铁芯11通过螺纹安装在滑柱5连接头上，将衬套13套在铁芯即滑柱连接头上，将校准装置夹头7穿过衬套通过螺纹与外套4拧紧；其次，将LVDT位移传感器本体12穿过衬套，插入校准装置尾端夹头7，使铁芯基本在传感器本体中心，利用螺钉8将夹头7内的传感器本体锁紧，抽出衬套，衬套的作用是保证铁芯与传感器本体之间的间距；最后，转动调整螺钉2，查看滑柱5移动及百分表I转动是否正常。
[0027]3.对拖动式LVDT位移传感器进行校准
[0028]将所校准的传感器与相应的数据采集器系统连接，确定数据采集正常后开始校准。参阅图1，顺时针转动调整螺钉2则铁芯11向右移动，逆时针转动调整螺钉则铁芯向左移动。左右移动铁芯使传感器输出量在零位，同时记录百分表I读数，将百分表此读数作为输入量零点。根据传感器量程设计几档输入位移量，左右移动铁芯，使百分表读数达到输入位移量要求，同时记录传感器输出量(电信号)。
[0029]4.作出校准图表
[0030]采集和记录校准过程中所涉及到的数据，将校准传感器相应的输出量(电信号)，与输入量(百分表位移值)比较，作出校准图表。
[0031]综上所述，本发明利用校准装置采用机械式方法为拖动式LVDT位移传感器校准及调试提供准确的位移量，将被试传感器安装于由非导磁不锈钢材料制作的校准装置上，拧动调整螺钉带动传感器铁芯以及百分表(或千分表)测头按相同的方向同时移动，利用百分表读出传感器测试位移量，记录被校准传感器相应的输出量(电信号)，并与输入量(百分表位移值)比较，作出校准图表。
[0032]滑柱5 —端与百分表I测头接触，另一端与传感器铁芯11相连，拧动调整螺钉2可带动滑柱5移动，传感器铁芯11移动的位移值可通过百分表I读出。
[0033]行程限位螺钉6用来限制滑柱5的行程以及指示滑柱5的位置，将行程限位螺钉6穿过外壳与滑柱通过螺纹连接，行程限位螺钉6的初始位置在其滑槽中心。
[0034]安装百分表I时，将百分表I测头顶在滑柱上，压缩百分表I行程至其量程的一半，利用螺钉316将百分表I顶紧固定在顶盖上，在螺钉316前面加入铜块15防止螺钉316拧紧转动过程中可能对百分表造成的损伤。
[0035]移动传感器铁芯11使传感器输出量在零位，同时记录百分表I读数，将百分表此读数作为输入量零点，根据传感器量程设计几档输入位移量，移动传感器铁芯11，使百分表读数达到输入位移量要求，同时记录传感器输出量(电信号)，作出校准图表。
【主权项】
1.一种拖动式LVDT位移传感器校准装置，其特征在于:包括百分表(I)、调整螺钉⑵、 顶盖(3)、外壳⑷、滑柱(5)、限位螺钉(6)和夹头(7); 顶盖⑶安装在外壳⑷一端，夹头(7)安装在外壳⑷另一端，滑柱(5)位于外壳内部，百分表⑴穿过顶盖(3)，百分表⑴侧头与滑柱(5)相连，调整螺钉(2)穿过顶盖(3)与滑柱(5) —端相连，滑柱(5)外侧开有滑槽，限位螺钉(6)穿过外壳(4)安装在滑柱(5)的滑槽内，螺钉(2)转动带动滑柱(5)左右移动，滑柱(5)左右移动带动限位螺钉(6)在滑槽内移动。2.根据权利要求1所述的一种拖动式LVDT位移传感器校准装置，其特征在于:还包括铜块(15)和第三螺钉(16)，百分表⑴通过第三螺钉(16)固定在顶盖上，在百分表⑴第三螺钉(16)之间安装有铜块(15)。3.基于权利要求1所述的一种拖动式LVDT位移传感器校准装置的校准方法，其特征在于:包括以下几个步骤， 步骤一:将传感器铁芯(11)安装在滑柱(5)连接头上，滑柱(5)带动传感器铁芯(11)移动，传感器铁芯(11)位于夹头(7)内部，传感器铁芯(11)外侧套有衬套(13)，传感器本体(12)安装在衬套(13)和夹头(7)之间; 步骤二:将衬套(13)抽出，转动调整螺钉(2)使得传感器铁芯(11)左右移动，百分表(I)的移动方向和位移值与传感器铁芯(11)的移动方向和位移值相同，通过百分表(I)读出传感器位移量，对传感器进行校准。
【专利摘要】本发明公开了一种拖动式LVDT位移传感器校准装置及方法。顶盖安装在外壳一端，夹头安装在外壳另一端，滑柱位于外壳内部，百分表穿过顶盖，百分表侧头与滑柱相连，调整螺钉穿过顶盖与滑柱一端相连，滑柱外侧开有滑槽，限位螺钉穿过外壳安装在滑柱的滑槽内，螺钉转动带动滑柱左右移动，滑柱左右移动带动限位螺钉在滑槽内移动。将传感器铁芯安装在滑柱连接头上，滑柱带动传感器铁芯移动，传感器铁芯位于夹头内部，传感器铁芯外侧套有衬套，传感器本体安装在衬套和夹头之间；将衬套抽出，转动调整螺钉使得传感器铁芯左右移动，对传感器进行校准。本发明具有装置轻便、方法简单、可靠性高、环境适应强、使用方便的特点。
【IPC分类】G01B7/02
【公开号】CN105043232
【申请号】CN201510349722
【发明人】谢耀国, 李新飞, 曲先强, 崔洪斌, 李强
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月23日