線位移傳感器在線校準夾具的設計

■文/俞　躍

線位移傳感器在線校準夾具的設計

■文/俞躍

這是一種可校準線上使用的直線位移傳感器的校準夾具，該系統由V型夾具及螺旋測微桿組成，可實現在不拆卸傳感器的情況下對直線位移傳感器進行校準，從而提高工作效率。

在生產制造或者檢測的企業中，生產線上運用到大量的線位移傳感器，如輪廓試驗中測量形變量的位移傳感器，測量門窗平整度的位移傳感器等。為了保證這些傳感器的正常使用，計量機構須定期進行校準，目前的狀況基本都為拆卸校準，即將其從生產線拆卸下來再用固定的工作臺夾具等設備進行固定并校準，過程較為繁瑣。并且重新安裝后需要再次調試，容易造成數據不準確等現象。為此，筆者擬設計了一種可以在線校準位移傳感器的夾具裝置，可以不進行拆卸在線校準，在面對大量的傳感器校準工作時，可大大提高工作效率。

夾具的組成設計

本線位移傳感器專用夾具的組成包括兩相同的V型工作面，緊固套件、緊固套件螺釘，可調基準工作面，以及連接支架(見圖1)。

圖1　支架示意圖

本夾具為對稱結構，兩V型工作面同時固定在圓柱支架上，V型工作面中設置有方形孔洞，用來安裝緊固套件，兩V型工作面同時固定在圓柱支架上形成校準夾具，一端V型工作面上固定可調基準工作面，可采用螺旋測微式工作面(見圖2)，另一端可直接固定在被測線位移傳感器的軸套上，用緊固螺釘固定。

工作原理及使用方法

校準時，將本夾具的一端固定在位移傳感器的軸套上，調節另一端的可調基準工作面到位移傳感器的測量范圍內，此時可根據線位移傳感器的測頭及測桿調整基準工作面位置，使線位移傳感器的測桿或測頭與基準工作面中心接觸適當位移量，并固定基準工作面。將可調工作面設置成零位，將線位移傳感器數值清零，然后配合4等量塊組中的量塊把線位移傳感器測量范圍分為五點校準，例如，線位移傳感器的量程為50mm，可選取10mm、20mm、30mm、40mm、49mm量塊分別放入可調工作面與傳感器測頭之間，分別讀取傳感器示值，校準結束后取下校準夾具，校準過程結束。

圖2　螺旋測微式工作面

技術要求

根據JJF 1305-2011 《線位移傳感器校準規范》，傳感器的安裝應盡量符合阿貝原則，所以本夾具的兩個V型工作面由中間圓柱支架相連，兩工作面延長面理論上應該是重合的，以保證裝夾的位移傳感器測量面和基準工作面在同一個測量軸線上。基準工作面用來緊密接觸量塊，故對平面度有一定要求，不應大于0.5μm，條件允許的情況下可根據實際情況選用更高精度的工作面。

為保證傳感器安裝符合阿貝原則及傳感器安裝調整的方便性，本線位移傳感器在線校準夾具也可設計添加四維調整機構，類似于磁性表座等測量裝置。四維調整機構具有上下、左右平移和偏擺、俯仰調整功能，可保證位移傳感器的伸縮軸線與測量基準在同一直線上。此設計不再本文討論范圍內，可在本位移傳感器專用夾具的基礎上延伸設計。

結 論

此線位移傳感器在線校準夾具可以解決大部分線上位移傳感器校準難的問題，滿足了線位移傳感器的校準需求。可廣泛用于位移傳感器的實驗室校準和位移傳感器生產檢測需要，可提升本所在位移傳感器校準和檢測方面的能力。

（作者單位：安徽省蕪湖市計量測試研究所）