[实用新型]一种带阻尼脉冲式主动测量直线位移传感器

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种可以用于自动或手动测量的机械制造领域的尺寸误差电子测量装置，具体为一种带阻尼脉冲式主动测量直线位移传感器。

(二)背景技术

目前，机械制造领域所使用的长度测量工具主要是以容栅直线位移传感器为基础的数显指示表或尺。其中广泛应用在检具和现场测量的量表如数显百分表、千分表的测杆都是外推式的，即：测量时，量表的测杆头部持续接触工件，量表指示表显示测量所得位移测得值，测得数据是动态的。测杆受内部拉簧作用，测杆状态总是伸出状态，测杆必须持续接触被测工件确定相对位移值。由于在整个测量过程中测杆头部必须一直接触被测工件，所以测量前测杆在其轴向即测杆伸缩方向上必须保证测量时测杆头能接触到被测工件。为保证能完成测量，被测工件或量表只能沿测杆轴向靠近，而不能横向靠近。实践中，常常需要横向安装工件，所以，采用现有的数显量表式传感器很难实现快速自动测量。尤其是在测量大型复杂工件时，测点数目多达几十上百个，传统方式的效率更是明显低下而无法胜任。

(三)实用新型内容

本实用新型公开的是“一种带阻尼脉冲式主动测量直线位移传感器”，发明的目的是要实现自动、半自动快速测量。为了实现此目的，本实用新型采取了如下的技术方案：

本实用新型所述的一种带阻尼脉冲式主动测量直线位移传感器，包括基座、测杆、控制电路、驱动组件，其不同之处是基座尾部装有驱动组件，测杆移动由驱动组件控制，测杆的初始状态即零位状态为回缩状态，测杆顶端与被测工件有距离；测杆的测量状态为前伸状态，测杆顶端与被测工件相接触。上述带阻尼脉冲式主动测量直线位移传感器的位移信号采集装置仍采用如目前普遍使用的容栅量表式直线位移传感器，其主体结构与传统数显指示表类似，包括基座、测杆、动栅、定栅、及可选数显组件。与传统数显量表不同的是，本实用新型传感器在传统数显量表基础上去除内部拉簧或反装内部拉簧，并在测杆尾端加装一个驱动组件，使得测杆的初始状态为回缩状态即零位置，也是驱动组件的初始状态，修改传统量表内部软件以便保持传感器读数为测杆移动最大值，而不是传统量表的动态位移数值。开始测量时，驱动组件的电磁力，或气压力、油压力、人工手推力等受控将量表测杆推出至接触被测工件，内部位移传感器电路通过计算获得位移值。为保证测得数据稳定，驱动系统在完成伸出动作后、回缩之前，作适当延时。驱动组件撤销外力后测杆自动回退至零位置，完成一个测量周期，测杆推拉动作类似一个脉冲信号。在一个测量周期中，测量值被保持供人工读数或由上位控制计算机完成数据采集，直至下一个测量周期即测杆被再次推出为止。也就是，测量值是本测量周期中测杆前伸的一个最大位移值。

由于测杆在测量前是回缩状态，不占有工件安装空间，上述测量过程和数据采集可以通过接口电路由外部控制器自动完成，即整个测量过程可以是全自动的。该传感器使用时的一个特例是人工将测杆压入，这时驱动组件简化成测杆末端保护套、由内部拉簧或外装拉簧将测杆拉至零位即回缩状态。

所述驱动组件的设计要求适于内部所用位移传感器，如内部采用容栅位移传感器，考虑到容栅位移传感器的反应时间，以及测杆头在测量时与工件之间有一定的压力又不产生剧烈碰撞或震荡，所以本实用新型在设计驱动组件时加装了阻尼机构，如阻尼环、阻尼弹簧等。

驱动组件可以有多种形式，包括电磁铁、微型气动或液动装置、微电机、外部推拉机构等。一种经济可靠的驱动组件是电磁铁，通过可控的电磁力完成对测杆的推拉。需要注意的是，电磁铁推拉杆通常要加装阻尼装置以减少测杆伸缩速度过快或震荡。驱动组件采用微型气动装置时，其主要结构就是气缸活塞结构，外接气泵为动力源，通过控制气源的接通和气的流动方向，气缸活塞在压缩空气的作用下产生动作，推动测杆完成测量动作。气缸活塞杆与气缸通过微隙和密封圈形成阻尼缓冲避免激烈推拉动作。液动装置的结构设计与气动装置基本相同，只是密封性能要求更高，其优点是缓冲性能和可控性好。采用微电机做驱动组件时，与测杆连接的微电机推杆必须带压力传感或微电机本身必须有过载保护，以便在测杆推出触碰被测物体后，微电机可以自动反转回缩或停转后再反转回缩。驱动组件还可以是与外部其它推拉结构相连接的转接器，通过该转接器把外部推拉力传递给测杆，产生适当的推拉动作。人工推压是驱动组件的一个特例。

本实用新型的有益效果：