便携式的激光位移传感器的标定装置的制造方法
【专利摘要】一种便携式的激光位移传感器的标定装置，该装置主要包括底座、千分尺、激光位移传感器和控制器；激光位移传感器和千分尺均设置于底座上，激光位移传感器的位置为满足光斑能准确的照射在千分尺的尺头上，传感器与控制器相连。该装置简化了激光位移传感器的标定步骤，优化了激光位移传感器的标定方法，提高了高精度激光检测的效率和准确性。本实用新型提供的装置精巧，便于在不同的实验条件下对传感器进行标定实验。
【专利说明】
便携式的激光位移传感器的标定装置
技术领域
[0001]本实用新型用于光学精密测量领域，为一种便携式的激光位移传感器的标定装置及其标定方法，主要应用于激光位移传感器测量前对传感器的性能指标进行试验标定。
【背景技术】
[0002]随着工业测量领域的不断扩展以及对测量精度和测量速度的不断提高，传统的接触式测量已经无法满足工业界的需求。
【发明内容】
[0003]实用新型目的:实用新型提供一种便携式的激光位移传感器的标定装置及其标定方法其目的是解决在使用激光位移传感器进行高精度测量之前，无法便捷快速的实现传感器标定问题。
[0004]技术方案:实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种便携式的激光位移传感器的标定装置，其特征在于:该装置主要包括底座、千分尺、激光位移传感器和控制器;激光位移传感器和千分尺均设置于底座上，激光位移传感器的位置为满足光斑能准确的照射在千分尺的尺头上，传感器与控制器相连。
[0006]用来固定其它装置的底座的底面的四个角落分别设置了四个厚度均匀的橡胶垫片，底座的上面设置有横纵4条固定槽，千分尺的尺头尾两端分别置于底座横向固定槽内。
[0007]千分尺通过千分尺夹具夹固在底座上，激光位移传感器通过激光位移传感器夹具夹固在底座上。
[0008]千分尺夹具和激光位移传感器夹具均通过固定螺钉可实现在底座上的旋转，在千分尺夹具上用螺钉设置了用来控制夹紧位置和夹紧力的操纵杆，当千分尺发生松动时，人工旋紧两根操纵杆来控制夹具对千分尺的夹紧位置和夹紧力。在激光位移传感器夹具上还设置了可以微调位置的跑道形限位槽，螺钉穿过该限位槽使得激光位移传感器夹具能利用该限位槽微调位置。
[0009]控制器上设置有数据显示屏幕。
[0010]激光位移传感器的标定方法，其特征在于:将底座置于水平面上，底座下面四个角落设置防滑橡胶垫片，用来增加标定装置的稳定性，再将千分尺头尾的两端分别置于底座横向固定槽内，用设置在底座上的千分尺夹具将其夹紧在底座上，避免其横向串动，千分尺夹具上还设置有操纵杆，来控制夹具的夹紧位置和夹紧力的大小，再将激光位移传感器设置在横向固定槽内，并用设置在底座上的传感器夹具夹紧，传感器夹具上端有跑道形限位槽，用来微调激光位移传感器的位置，以保证激光位移传感器光斑准确的照射在千分尺的尺头上，最后将传感器与控制器相连；
[0011]电源通电后，控制器的显示屏会显示此时激光光源到千分尺尺头的位置，由于千分尺尺头旋转进给一周，尺头前进一个刻度，移动0.001mm，因此将千分尺尺头的旋转进给一周，即千分尺前进一个刻度，看控制器显示屏上传感器数据是否比刚才的测量值小0.001mm，如果分别旋紧的5次中，控制器显示数据每次都小了 0.001mm，则按下控制器中的回零键，完成标定;如果在5次旋紧中，控制器显示数据不全为减小0.0Olmm,则再进行5次旋紧过程，直到显示数据稳定在每次旋紧都减小0.0Olmm为止，同样按回零键，完成标定。
[0012]优点效果:
[0013]非接触测量由于其良好的精确性和实时性，已经成为测量领域的热点。同时由于电子学和光学技术的飞速发展，光电检测已经成为非接触测量的一种主要方法。激光三角法是光电检测技术的一种，由于该方法具有结构简单、测量速度快、实时处理能力强、使用灵活方便等优点在工业中的长度、距离以及三维形貌等检测中有着广泛的应用。激光位移传感器采用激光三角法测量原理，测量系统发出的激光束经过聚焦后照射到被测物体表面，经漫反射后光线由透镜成像到光敏元件接受面上，通过光电转换器转换为电信号，电信号的输出大小仅与被测点的位置有关，当测点高度发生变化，像点位置随之改变，引起传感器输出信号发生变化。该传感器可与快速的反馈跟踪系统配合使用，能够准确快速地测出表面形状与轮廓。它克服了接触式检测中的诸多缺点，既提高了检测速度，又保护了被测工件表面免受划伤及防止测量头变形。
[0014]实际的激光位移传感器在投入使用前必须进行标定。标定的目的是补偿光学传感器部分的几何扭曲、镜面象差以及电子系统方面的残余非线性，以确定三角测量系统的参数，测量几个特定点对应的物体表面位移和像位移的数值，求解非线性方程组确定其参数；用查表和线性内插的方法相结合确定参数。系统通过标定后通常可以建立一个像移和位移的对应查找表，在实际运行中将获得的像移值通过查找表得到最后的物体表面实际偏移。随着激光传感器行业的技术进步，目前市面上在售的绝大部分传感器已经带有自适应标定算法，即通过不同的物移可以自己快速计算出对应的像移误差，并记录下来，因此设计一个便携实用的标定装置成为了重点技术。
[0015]本实用新型提供一种便携式的激光位移传感器的标定装置及其标定方法，其旨在实现激光传感器的快速、准确标定。该装置简化了激光位移传感器的标定步骤，优化了激光位移传感器的标定方法，提高了高精度激光检测的效率和准确性。本实用新型提供的装置精巧，便于在不同的实验条件下对传感器进行标定实验。
[0016]【附图说明】:
[0017]图1是本实用新型的结构示意图。
[0018]【具体实施方式】:
[0019]如图1所示，本实用新型提供一种便携式的激光位移传感器的标定装置，该装置主要包括底座1、千分尺2、激光位移传感器3和控制器4;激光位移传感器3和千分尺2均设置于底座I上，激光位移传感器3的位置为满足光斑能准确的照射在千分尺2的尺头上，传感器3与控制器4相连。
[0020]用来固定其它装置的底座I的底面的四个角落分别设置了四个厚度均匀的橡胶垫片，底座I的上面设置有横纵4条固定槽，千分尺2的尺头尾两端分别置于底座I横向固定槽内。
[0021]千分尺2通过千分尺夹具5夹固在底座I上，激光位移传感器3通过激光位移传感器夹具6夹固在底座I上。
[0022]千分尺夹具5和激光位移传感器夹具6均通过固定螺钉可实现在底座上的旋转，在千分尺夹具5上用螺钉设置了用来控制夹紧位置和夹紧力的操纵杆，当千分尺2发生松动时，人工旋紧两根操纵杆来控制夹具5对千分尺2的夹紧位置和夹紧力。在激光位移传感器夹具上还设置了可以微调位置的跑道形限位槽，螺钉穿过该限位槽使得激光位移传感器夹具能利用该限位槽微调位置。
[0023]控制器4上设置有数据显示屏幕。
[0024]四面磨削加工好的底座I水平设置在平面上，传感器控制器4设置于底座I的右侧，还设置了外接电源为整个装置供电。
[0025]应用上述的便携式的激光位移传感器的标定装置所实施的激光位移传感器的标定方法，该方法将底座I置于水平面上，底座I下面四个角落设置了防滑橡胶垫片，用来增加标定装置的稳定性，再讲千分尺2的两端分别置于底座I横向固定槽内，用设置在底座I上的千分尺夹具5将其夹紧在底座I上，避免其横向串动，千分尺夹具5上还设置有操纵杆，来控制夹具的夹紧位置和夹紧力的大小，再将激光位移传感器3设置在横向固定槽内，并用设置在底座I上的传感器夹具6夹紧，传感器夹具6上端有跑道形槽，用来微调激光位移传感器3的位置，以保证激光位移传感器3光斑准确的照射在千分尺2的尺头上，最后将传感器3与控制器4相连。电源通电后，控制器4的显示屏会显示此时激光光源到千分尺尺头的位置，由于千分尺尺头旋转进给一周，尺头前进一个刻度，移动0.001mm，因此将千分尺尺头的旋转进给一周，即千分尺2前进一个刻度，看控制器4显示屏上传感器数据是否比刚才的测量值小
0.001mm，如果分别旋紧的5次中，控制器4显示数据每次都小了 0.001mm，则按下控制器4中的回零键，完成标定；如果在5次旋紧中，控制器4显示数据不全为减小0.0Olmm,则再进行5次旋紧过程(由于传感器本身自带自适应的标定算法)直到显示数据稳定在每次旋紧都减小0.00 Imm为止，同样按回零键，完成标定。
【主权项】
1.一种便携式的激光位移传感器的标定装置，其特征在于:该装置主要包括底座(I)、千分尺(2)、激光位移传感器(3)和控制器(4);激光位移传感器(3)和千分尺(2)均设置于底座(I)上，激光位移传感器(3)的位置为满足光斑能准确的照射在千分尺(2)的尺头上，传感器(3)与控制器(4)相连。2.根据权利要求1所述的便携式的激光位移传感器的标定装置，其特征在于:用来固定其它装置的底座(I)的底面的四个角落分别设置了四个厚度均匀的橡胶垫片，底座(I)的上面设置有横纵4条固定槽，千分尺(2)的尺头尾两端分别置于底座(I)横向固定槽内。3.根据权利要求1或2所述的便携式的激光位移传感器的标定装置，其特征在于:千分尺(2)通过千分尺夹具(5)夹固在底座(I)上，激光位移传感器(3)通过激光位移传感器夹具(6)夹固在底座(I)上。4.根据权利要求3所述的便携式的激光位移传感器的标定装置，其特征在于:千分尺夹具(5)和激光位移传感器夹具(6)均通过固定螺钉可实现在底座上的旋转，在千分尺夹具(5)上用螺钉设置了用来控制夹紧位置和夹紧力的操纵杆，当千分尺(2)发生松动时，人工旋紧两根操纵杆来控制夹具(5)对千分尺(2)的夹紧位置和夹紧力； 在激光位移传感器夹具上还设置了可以微调位置的跑道形限位槽，螺钉穿过该限位槽使得激光位移传感器夹具能利用该限位槽微调位置。5.根据权利要求1所述的便携式的激光位移传感器的标定装置，其特征在于:控制器(4)上设置有数据显示屏幕。
【文档编号】G01B11/02GK205537526SQ201620304009
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】董芷序, 孙兴伟, 王可
【申请人】沈阳工业大学