本实用新型涉及检定与校准
技术领域：
，具体涉及一种激光位移传感器校准装置。
背景技术：
：激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成，能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。它的优点是能够实现无接触测量，速度快，精度高，抗光、电干扰能力强。基于以上优点，激光位移传感器在很多场合得到了应用。为了保证激光位移传感器的测量精度和可靠性，需要对激光位移传感器做定期校准。对于激光位移传感器的校准主要是通过标准器提供标准位移，由激光位移传感器对该标准位移量进行检测，得到激光位移传感器的输入和输出的关系，从而实现激光位移传感器的校准。目前，通常使用三等量块、四等量块、千分表、百分表、测长机和指示表检定仪等标准器测量标准位移。国内很少有在现场校准激光位移传感器的校准装置，只能在激光位移器的工作平台上垫不同高度的量块进行测量，通过计算不同高度的量块来验证激光位移传感器的位移是否准确。采用量块、千分表、百分表、测长机和指示表检定仪进行测量，在校准激光位移传感器时操作很不方便，主要有以下几个方面原因：a)在校准激光位移传感器时，要求测试精度较高，可靠性好，但是量块放置时容易产生误差，必须保证放置量块的平台基准面的平面度要求绝对的好，不能有倾斜，凹坑，划伤，震动等要求，尤其是量块和平台的基准面不能有间隙，否则在测量时，平台的基准面形变会大大影响测量的准确度；b)激光位移传感器的校准要求反射面具有一定的粗糙度，粗糙度不能太大也不能太小，才能保证具有较好的漫反射效果，但是量块的工作面都是要求很高的镜面，会直接影响激光位移传感器的漫反射效果，从而导致测量很不准确；c)采用千分表和百分表虽然也可以实现激光位移传感器的校准，但是由于激光位移传感器的种类较多，外型各异，需要设计专业的辅助台架和夹具，而且需要台架夹具使位移传感器测量线和表头的测量杆保持在一条直线上，要求测量杆的测头必须是平头，不能是圆头，否则激光无法聚焦在测头上。d)采用测长机和指示表检定仪虽然也可以激光位移传感器的校准，但是缺少专用的装卡工具，无法对激光位移传感器的位置进行微调，测量线的同轴度不易保证，容易产生较大的阿贝误差。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种激光位移传感器校准装置，其将测量机构、传动机构和微调机构整合在一起，操作更加方便，且测量精度更高。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种激光位移传感器校准装置，包括测量机构、传动机构和微调机构，所述测量机构包括长度计，所述长度计的一端设置有测量杆，所述测量杆的一端设置有测头，所述测量杆相对于所述长度计可伸缩；所述传动机构包括传动台和传动杆，所述传动台通过所述传动杆与所述测量杆连接，所述传动手柄设置于所述传动杆的一端；所述微调机构包括X向位移台、Y向位移台、Z向位移台和用于安装激光位移传感器的旋转台，所述Y向位移台上设置有Y向微分头，所述X向位移台上设置有X向微分头，所述Z向位移台上设置有Z向微分头，所述旋转台上设置有旋转台微分头。进一步的，所述激光位移传感器校准装置还包括基座，所述测量机构、所述传动机构和所述微调机构均设置于所述基座上。进一步的，所述测量机构还包括支撑架，所述支撑架包括支撑杆和支撑板，所述支撑杆的一端与所述支撑板连接，所述支撑杆的另一端与所述基座连接。进一步的，所述长度计通过紧固螺栓设置于所述支撑板上。优选的，所述测头采用陶瓷材料制成。进一步的，所述传动机构还包括安装台、双直线导轨、滚珠丝杠和传动手柄，所述双直线导轨设置于所述安装台上，所述滚珠丝杠设置于所述双直线导轨之间，且与所述双直线导轨相互平行；所述传动台设置于所述滚珠丝杠上，且与所述滚珠丝杠相互垂直，所述传动台可沿所述双直线导轨的长度方向进行滑动；所述传动杆设置于所述传动台上，且与所述传动台相互垂直。进一步的，所述滚珠丝杠的两顶端设置有固定块，所述传动手柄设置于所述滚珠丝杠伸出所述固定块的一端。优选的，所述滚珠丝杠和所述双直线导轨均采用不锈钢材质制成。进一步的，所述旋转台、所述Z向位移台、所述X向位移台和所述Y向位移台从上到下依次设置于所述基座上。进一步的，所述旋转台、所述Z向位移台、所述X向位移台和所述Y向位移台之间分别通过紧固螺丝固定连接。本实用新型具有如下有益效果：1、本实用新型采用海德汉长度计作为校准的标准器，与使用千分表、百分表和指示表检定仪等测量位移相比，精度高，稳定性好；2、本实用新型的测量杆的测头采用具有一定漫反射效果的白色陶瓷，而且是平头的，有效解决了量块校准时的工作面镜面漫反射问题，大大提高了测量精度；3、本实用新型将测量机构、传动机构和微调机构整合在一起，操作更加方便，有效解决了使用量块或者千分表、百分表、测长机、指示表检定仪等来测量，在校准激光位移传感器时无专用装卡工具，无法对激光位移传感器的位置进行微调，测量线的同轴度不易保证，容易产生较大的阿贝误差的问题。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本实用新型提供的激光位移传感器校准装置的结构示意图；图2为本实用新型提供的激光位移传感器的误差曲线示意图。图中：1-基座，2-支撑板，3-支撑杆，4-长度计，5-测量杆，6-测头，7-安装台，8-双直线导轨，9-滚珠丝杠，10-传动台，11-传动杆，12-传动手柄，13-固定块，14-Y向位移台，15-X向位移台，16-Z向位移台，17-旋转台，18-Y向微分头，19-X向微分头，20-Z向微分头，21-旋转台微分头。具体实施方式为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图作详细说明如下。如图1所示，本实施例提供一种激光位移传感器校准装置，包括基座1和设置在所述基座1上的测量机构、传动机构和微调机构。所述测量机构包括支撑架和长度计4，所述支撑架包括支撑板2和支撑杆3，所述支撑杆3固定在所述基座1的一端，所述支撑板2固定在所述支撑杆3上，所述长度计4通过紧固螺栓固定在所述支撑板2上。所述长度计4的一端设置有测量杆5，所述测量杆5的一端设置有测头6，所述测量杆5和所述测头6相对于所述长度计4可伸缩。所述传动机构包括安装台7、双直线导轨8、滚珠丝杠9、传动台10、传动杆11和传动手柄12，所述双直线导轨8固定于所述安装台7上，且与所述安装台7平行设置；所述滚珠丝杠9设置在所述双直线导轨8之间，且与所述双直线导轨8平行设置，所述滚珠丝杠9的两顶端设置有固定块13；所述滚珠丝杠9上套接有滚珠丝杠9螺母，所述传动台10通过所述滚珠丝杠9螺母垂直设置在所述滚珠丝杠9上，所述传动台10可沿所述双直线导轨8的长度方向进行滑动；所述传动杆11垂直设置在所述传动台10上；所述传动手柄12设置在所述滚珠丝杠9伸出所述固定块13的一端。所述位移台通过所述传动杆11与所述测量杆5固定连接。当转动所述传动手柄12时，带动所述滚珠丝杠9进行转动，从而带动所述位移台沿所述双直线导轨8长度方向进行运动，进而带动所述测量杆5进行伸缩。所述测量杆5的位移变化量由所述长度计4测得，并在位移显示器进行显示。所述微调机构包括Y向位移台14、X向位移台15、Z向位移台16和用于安装激光位移传感器的旋转台17。所述Y向位移台14设置在所述基座1的另一端，所述X向位移台15设置在所述Y向位移台14的上方，所述Z向位移台16设置在所述X向位移台15的上方，所述旋转台17设置在所述Z向位移台16的上方。所述X向位移台15、所述Y向位移台14、所述Z向位移台16和所述旋转台17之间分别通过内六角螺丝固定。所述旋转台17的一侧固定连接有旋转台微分头21，调节所述旋转台微分头21，可以使所述旋转台17旋转一定的角度。所述X向位移台15的一侧固定连接有X向微分头19，调节所述X向微分头19，可以使所述旋转台17进行X向运动。所述Y向位移台14的一侧固定连接有Y向微分头18，调节所述Y向微分头18，可以使所述旋转台17进行Y向运动。所述Z向位移台16的一侧固定连接有Z向微分头20，调节所述Z向微分头20，可以使所述旋转台17进行Z向运动。本实施例中，考虑到携带的方便性，重量不能太重，大部分除所述双直线导轨8和所述滚珠丝杠9外均采用铝合金材料加工而成，所述滚珠丝杠9和所述双直线导轨8由于经常要进行位移移动，故采用硬度高的不锈钢加工而成，不易磨损。本实施例的工作过程如下：测量时，首先将所述激光位移传感安装在所述旋转台17上，通过调节所述X向微分头19、所述Y向微分头18和所述Z向微分头20，使所述激光位移传感器的激光发射聚焦点聚焦在所述测量杆5的测头6陶瓷材质上，若角度发生偏移，可以调节所述旋转台微分头21，通过以上四个方向的调节，以所述测量杆5轴线为基准轴线，将所述激光位移传感器放置在所述测量杆5轴线的延长线上，使得测量轴线和基准轴线在一条直线上，符合阿贝误差的原则。然后转动所述传动手柄12，带动所述测量杆5进行位移，所述测量杆5的位移将引起所述激光位移传感器的数据发生变化，通过两者的数据比对，从而对所述激光位移传感器进行校准。本实施例中采用的待校准的所述激光位移传感器的主要参数(见表1)。表1待校准的所述激光位移传感器的主要参数测量范围分辨率最大允许误差温度(0-30)mm0.1μm±2μm(20±5)℃本实施例中采用的所述长度计主要参数(见表2)。表2所述长度计4的主要参数型号量程最大允许误差工作温度海德汉CT600260mm±0.1μm10℃～40℃在实验开始前，首先对所述长度计进行“测量点”的设定，将“测量点”作为测量系统的输入值。将所述激光位移传感器的量程7等分，在所述测量系统的测量界面中输入所述激光位移传感器的7个等分数据。实验开始后，同时采集所述长度计和所述激光位移传感器的实时数据，并将所述激光位移传感器的实时数据依次与所述长度计4的7个“测量点”的实时数据进行对比，当所述长度计的实时数据与7个“测量点”设定的值匹配时，实时记录下相应的所述激光位移传感器的实时数据(见表3)，并获取所述激光位移传感器的误差曲线(见图2)。表3所述长度计(4)和所述激光位移传感器的实时数据如图2所示，所述激光位移传感器在测量点20mm的示值误差最大，该示值误差为0.8μm，没有超过其最大的允许误差±2μm的要求，由此可见，经过本实施例提供的校准装置校准后的所述激光位移传感器的测量精度符合其出厂要求。本实施例的有益效果是：1、本实施例采用海德汉长度计作为校准的标准器，与使用千分表、百分表和指示表检定仪等测量位移相比，精度高，稳定性好；2、本实施例的测量杆的测头采用具有一定漫反射效果的白色陶瓷，而且是平头的，有效解决了量块校准时的工作面镜面漫反射问题，大大提高了测量精度；3、本实施例将测量机构、传动机构和微调机构整合在一起，操作更加方便，有效解决了使用量块或者千分表、百分表、测长机、指示表检定仪等来测量，在校准激光位移传感器时无专用装卡工具，无法对激光位移传感器的位置进行微调，测量线的同轴度不易保证，容易产生较大的阿贝误差的问题。应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3