[发明专利]基于步进电机的量块自动检定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种量块自动检定装置，特别是涉及一种由计算机和单片 机控制的基于步进电机的量块自动检定装置。

背景技术

传统的二等量块检定装置是指用二等量块作标准，通过乌式干涉仪、 光学计或其它类型的比较仪来检定三等量块的全套装置。目前大多数计量 机构用的接触式干涉仪，是以光波干涉原理为基础，将微小尺寸变化转换 成干涉条纹的移动和测量的方法。这种方法存在以下不足：(1)手动移动 量块，更换不同的测量点，容易带来温度变化，影响测量精度，而且量块 受力不均匀，表面容易产生划痕，影响量块的使用寿命；(2)只能进行“一 对一”的测量，即一个标准块对应一个被检量块，这样大大限制了检定效 率的提高，而且需要大量的标准量块，增加计量成本；(3)由于只使用一 个测头，测量的是点到面的距离，不能完全符合JJG_146-2003中对量块长 度的定义(量块一个测量面上的任意点到与其相对的另一个测量面相研合 的辅助体表面之间的垂直距离)；(4)人工方式估读测量数据，容易产生 误差，手动记录参数，对量块进行评定，工作量大，且对测量人员的技能 要求较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过步进电机更换测量点、 双测头实现“点对点”、“一对多”测量，并附加温度补偿修正偏差的基 于步进电机的量块自动检定装置。

本发明所采用的技术方案是：一种基于步进电机的量块自动检定装置， 包括有计算机、激光干涉仪、温度传感器、处理电路、步进电机单元、载 有被测量块和标准块的测量工作台以及电感测头，其中，所述的处理电路 与计算机相连接，所述的步进电机单元的输入端连接处理电路，输出端连 接测量工作台用于驱动测量工作台，所述的激光干涉仪和电感测头分别夹 持在测量工作台上，用于对被测量块的检测，其中的激光干涉仪与计算机 相连将所测信号送入计算机，电感测头与处理电路相连将所测信号送入处 理电路；所述的温度传感器设置在测量工作台上的被测量块上，并与处理 电路相连将被测量块的温度送入处理电路。

所述的激光干涉仪包括有激光干涉仪电气箱和用于夹持在测量工作台 上的激光干涉仪测头。

所述的处理电路包括有单片机，分别与单片机相连的温度传感电路、 微位移处理电路、RS232通信接口和步进电机控制接口。

所述的微位移处理电路包括有依次连接的集成处理电路、放大调理电 路和AD转换电路。

所述的步进电机单元包括有与处理电路相连的步进电机驱动器，由步 进电机驱动器驱动的步进电机，以及由步进电机驱动的用于驱动测量工作 台的步进电机移动平台。

所述的测量工作台包括有：门形框架，设置在门形框架下端的测量平 台，一端被支撑在测量平台上面另一端固定在步进电机单元上的用于放置 被测量块的钢板，以及V型轨道和沿V型轨道上下移动的用于支撑激光干 涉仪测头的支撑架，所述的V型轨道通过摇杆悬挂在门形框架内的中部， 所述的摇杆的一端连接V型轨道，另一端贯穿门形框架的顶端连接摇柄， 所述的支撑架与测量平台对应设置。

所述的测量平台形成有纵向贯通孔，所述的电感测头贯穿测量平台的 贯通孔用于测量被测量块。

所述的钢板在对应于测量平台处并排开有标准量块槽和被检量块槽， 在对应步进电机单元中的步进电机移动平台处开有用于与步进电机移动平 台固定的螺丝孔。

本发明的基于步进电机的量块自动检定装置，在悬臂梁机械结构的基 础上，以德国SIOS公司的LM20激光干涉仪测头为上测头，以瑞士TESA公 司的GT22HP电感测头为下测头，卓力汉光公司TSA50-C型二维步进电机带 动量块移动更换5个测量点，通过MSP430单片机处理下测头位移信号和控 制步进电机工作，将量块表面温度和下测头的微位移变化传到计算机。计 算机负责协调上下测头的上下移动及步进电机的启停，实现了自动化检定 量块的需求。本发明实现了“一对多”，“点对点”的检定方法，降低了 成本；实现了自动更换测量点、自动进行温度补偿和自动处理数据，提高 了测量效率并且可以减小人为因素对测量过程的影响。

附图说明

图1是本发明的基于步进电机的量块自动检定装置总体构成框图；

图2是本发明的基于步进电机的量块自动检定装置整体结构示意图；

图3是步进电机所加载的钢板的结构示意图；

图4是本发明中的处理电路构成框图；