高精密位移传感器标定技术的研究.pdf

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1、2013芷仪表技术与传感器2013第7期InstrumentTechniqueandSensorNo．7高精密位移传感器标定技术的研究宋小奇，何伟铭(上海理工大学机械工程学院，上海200093)摘要：为实现对高精密位移传感器的自动标定，提出一种采用微位移发生系统产生标准被测量，激光传感器作为标准量检测系统，同步数据采集系统进行数据采集，计算机系统控制采集系统与处理数据的标定系统。通过合理设计压电陶瓷微动调节装置，实现其控制精度约为5％／FS．实验表明该标定系统方便高效。关键词：标定系统；高精度；压电陶瓷；位移传感器中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—184

2、1(2013)07—0001—04ResearchofDemarcatingTechniqueforHighAccuracyDisplacementSensorSONGXiao-qi，HEWei-ming(CollegeofMechanicalEngineeringUniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Todemarcatehighaccuracydisplacementsensor，anautomaticdemarcatingsystemwithamicro-dis

3、placementsys—ternproducingstandardmeasure，lasersensorasstandardexaminationsystem，datasynchronizedacquisitionsystemdemarcatingda—tacomputersystemeontrolingacquisitionsystemandprocessingdatawasproposed．Throughreasonabledesigningofthepiezoce—ramicmicro-adjustmentdriver，thecontrolprecisionisabo

4、ut5％／FS．Thetestresultsshowthatthecalibrationsystemisconven-ienceande伍cient．Keywords：calibrationsystem；highprecision；P；displacementsensor0引言位移发生系统主体，其具有体积小、重量轻、精度和分辨率高、在现代高精密加工与测量、测试与自动控制等方面，传感频响高、出力大等优点，并通过合理设计被测机构、驱动机构，器的性能好坏直接影响着系统性能J。在高精密测量与检以实现标定间距的精密化、自动化，如图3所示。标准量检测测中需要使用制造精度很高的高精密传感器

5、，同时需要对其特系统采用测量精度高、非接触测量等特性的激光传感器为主要性有更详细的了解。所以为了得到更精确的测量结果，必须在部件。使用高精密的数据采集卡完成各项数据采集工作。使用前对传感器的性能指标进行试验标定，并通过标定结果对传感器进行校正、补偿，以提高传感器的测量精度。测文中提到一种高精密位移传感器的标定系统，以压电陶瓷量值作为微位移发生系统主体，通过合理选择各系统，实现标定系统的低移动速度、小标定间距、高精度运行，并且通过实验验证方案的可行性。1标定原理标定间距传感器的标定，就是通过实验确定在不同使用条件下传感器的输入输出量之间的误差关系，如图1所示。标定的基本方法是将

6、已知的被测量(亦即标准量)输入给待标定的传感器，并同时得到传感器的输出量。通过对所获得的传感器输入量和输出量进行比较和处理，从而得到一系列表征两者对应关系的标定曲线，进而得到传感器性能指标的实测结果，以推出待标定传感器的各种性能指标。2系统总体方案如图2所示，高精密位移传感器标定系统由微位移发生系统、标准量检测系统、数据采集系统、被标定传感器系统以及相应的计算机平台等组成。标定用微位移发生系统是在低移动速度、小标定间距、高精度情况下运行。选用压电陶瓷作为微图2标定系统原理框图主要实验设备如下：收稿日期：2012—08—13收修改稿日期：2013—04—082Instrumen

7、tTechniqueandSensorJu1．2013供传感器测量的可靠性，应根据被标定传感器的应用场合选择被测面表面的贴面材料。2．1．2微电压调节装置的设计考虑到压电陶瓷的控制特性，需设计相应的微电压调节装置与其驱动放大器配合使用，才能实现压电陶瓷运行的1一标定台底座；2一激光传感器；3一传感器夹具；4一压电陶瓷；自动化和精密化。目前来说，常见的微电压调节装置可以5一标准测量平面；6一传感器夹具；7一被标定传感器分为传统电路电压微控装置和集成化元器件电压微控装图3标定装置效果图(1)压电陶瓷，型号为