[发明专利]单端式电涡流微位移传感器标定装置、方法、计算机设备和存储介质

说明书

本发明公开了一种单端式电涡流微位移传感器标定装置、方法、计算机设备和存储介质，以解决通过内径千分尺探头带动被测物发生平移，由内径千分尺数据确定被测物位移时误差较大，以及如何确定行程与有效输出电压之间对应关系等问题。本发明在被测物距离探头最近和最远处，针对电路输出电压与探头和被测物间距离成正比和反比两种情况，对应调节偏置粗调电位计/偏置精调电位计和增益电位计，或增益电位计和偏置粗调电位计/偏置精调电位计，循环上述过程，以确保指定零位距离下系统量程与期望有效输出电压对应，为传感器的标定做好准备。同时，采用双频激光干涉仪测量被测物与探头之间的距离，精度高，能够提高单端式电涡流微位移传感器的标定精度。

技术领域

本发明属于传感技术领域，特别涉及一种高精度单端式电涡流微位移传感器标定装置、方法、计算机设备和存储介质。

背景技术

作为一种非接触、高精度微位移测量元件，电涡流传感器以结构简单、价格低廉、灵敏度高、频带宽、不受油污介质影响、抗干扰能力强等优点，广泛应用于位移、振动、转速、金属膜厚度、金属元件几何尺寸、表面粗糙度等物理量的测量，在工业生产、航空工业、核工业、石油化工、安全检测等领域发挥着重要作用。采用双探头进行差分测量可以获得较好的线性特性，相比而言，采用单个探头进行探测，结果存在非线性特性，但其成本低，安装复杂度低，也获得了广泛应用。

单端式电涡流微位移传感器的标定曲线是其得以实际应用的关键，标定曲线的精度直接影响单端式微位移传感器输出数据精度。实际应用中，可将传感器探头位置固定，通过旋转内径千分尺使得被测物发生平移，使得传感器探头与被测物之间的距离发生变化，通过内径千分尺数据确定传感器探头与被测物之间的距离，并同步记录传感器输出数据。通过多次改变传感器探头与被测物之间的距离，获取传感器探头与被测物之间距离与传感器输出值之间的多组对应关系，最后通过数据拟合得到微位移传感器的标定曲线。该方法中，内径千分尺通过机械传动带动被测物发生平移，机械传动存在误差，内径千分尺的读数与被测物的真实位移之间存在较大误差，因此该方法仅适用于标定精度要求不高的场合。另外，因差分式电涡流微位移传感器具有较好的线性特性，在差分式电涡流微位移传感器标定时，只需将两探头零位时保证输出电压为0，最大量程处调节增益电位计使得传感器输出最大有效值，然后即可进行标定。但单端式电涡流微位移传感器具有非线性特性，上述确定行程与有效输出电压之间对应关系的方法不适用。因此，在提高标定精度的同时，急需一种适用于单端式电涡流微位移传感器的标定方法。

发明内容

本发明的目的在于解决通过内径千分尺探头带动被测物发生平移，由内径千分尺数据确定被测物位移时误差较大，以及如何确定行程与有效输出电压之间对应关系等问题，提供一种单端式电涡流微位移传感器标定装置及方法，以提高微位移传感器输入输出特性的标定精度。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种单端式电涡流微位移传感器标定装置，所述装置包括浮空平台，以及设置于该平台上的被测物、一维精密调整台、探头、探头固定架、处理电路、测量仪器、距离测量单元以及计算机；所述探头安装在固定于平台上的探头固定架上，被测物设置在一维精密调整台上，调节一维精密调整台可带动被测物在平台表面沿探头固定架和一维精密调整台连线的轴向方向水平移动，以改变被测物与探头之间的距离；所述距离测量单元用于测量探头与被测物之间的距离，并将该距离信息传输至计算机；所述处理电路用于将探头探测的信息转换为电压信号，并传输至测量仪器进行数据采集，还用于调节系统增益及输出信号偏置。

一种单端式电涡流微位移传感器标定装置的标定方法，所述方法包括：

步骤1，搭建所述单端式电涡流微位移传感器标定装置；

步骤2，调节一维精密调整台改变被测物与探头的距离，在此过程中采集处理电路的输出电压以及距离测量单元测得的被测物与探头的距离；

步骤3，判断处理电路的输出电压和被测物与探头的距离之间的关系，若为正比，则执行正比标定过程；否则执行反比标定过程。

进一步地，步骤3中所述正比标定过程包括：