[发明专利]一种位移传感器结构及测试方法

说明书

本发明提供一种位移传感器结构及测试方法，所述位移传感器的头部形状是高度为等差排列的台阶、或齿条、或阵列物体，在测量过程中，只会剐断头部过高的台阶或齿条，间隙示值等于该断裂台阶或齿条的已知高度，至于该台阶或齿条从哪个位置断裂，与示值无关，解决了现有位移测量中切削位置和断裂位置不一样而引起的测量误差，且不需要反复安装，所以剔除了一部分安装误差，安装使用方便，通过结构设计，结构安装调试方便，调试时伸缩自如，锁死后保证密封，可以保证在高温、高速、辐射、尘埃等恶劣环境下，测量发生高速相对剪切运动部件之间间隙值d，有利于提高测量不确定度，对于发动机叶尖运动间隙及高速铁路运动间隙校准做出了贡献。

技术领域

本发明属于长度测量技术领域，涉及一种位移传感器结构，该位移传感器结构用于测量发生相对高速剪切运动部件之间的间隙值。

背景技术

本发明涉及的剪切运动间隙值，常见于涡扇发动机叶尖与机匣的间隙值、高速铁路机车部件与导轨的间隙值等。通常，对于测量发生相对高速剪切运动部件之间的间隙值，使用光学式、电容式、电涡流式等非接触式位移传感器进行测量，在高温、高速、辐射、尘埃等恶劣环境下，进行高速变化的间隙测量(特别是最小间隙极值量)，由于该间隙测量属于高动态测量，受采样频率、传感器动态特性限制，不但不易测得最小间隙极值量，而且价格昂贵安装调试困难；使用柱体、长方体等形状的减材原理的位移传感器进行测量，由于冲击速度快，不但会引起高速运动部件的损坏，而且由于材料的切削位置和断裂位置不一样，测量误差也较大，而且现有的减材原理的位移传感器在安装时，需要反复取下位移传感器，进行零点磨削、零点校准、刮削量校准等，每次安装都会引入新的安装误差，引入新的误差分量，造成测量误差较大。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种位移传感器结构，尤其涉及一种基于等差式减材原理的位移传感器结构，用于测量发生相对高速剪切运动部件之间的间隙值。

本发明的技术解决方案：

一方面，本发明提供一种位移传感器结构，包括：

由头部和圆轴构成的位移传感器，所述头部呈等差式结构形状，置于固定部件和运动部件之间，所述圆轴通过安装座固定在固定件上，并穿过一端安装在安装座中的测量嘴，且采用锁紧头套锁紧；

锁紧环，与测量嘴另一端配合使用，用于锁紧所述移传感器的圆轴；

置于测量嘴和锁紧头套之间的弹簧，用于给传感器圆轴施加远离运动部件的力，使位移传感器能够复位；

螺旋测微机构，通过锁紧头套施加给位移传感器推力，并记录位移传感器位置。

另一方面，本发明还提供一种位移传感器结构的测试方法，包括以下步骤：

锁紧环先不锁死位移传感器，使所述旋转螺旋测微机构能够控制传位移传感器的头部沿圆轴轴向移动；

用定标块作零点基准，使位移传感器的头部恰好未露出固定部件，记录此时螺旋测微机构显示的位置，记为间隙的零点位置L1；

去掉定标块，控制螺旋测微机构使位移传感器的头部移动至运动部件能够将所述头部剐削为止，记录此时螺旋测微机构显示的位置，记为位置L2，则冷态间隙为L2-L1，同时记录头部初始剐削状态：等差式结构头部中等差式结构的初始断裂根数n0；

用锁紧环锁死传感器的圆轴，测试结束后，记录传感器的头部剐削状态，即得到总断裂根数n1，则，剐削量Lg＝(n1-n0)×Δ，热态间隙为L2-L1-Lg，其中，Δ为等差的差值。

本发明的设计原理：