專利名稱：一種任意三角形傳感器及其校驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器及其校驗方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的輪廓儀測量裝置，在傳感器6和測桿3的安裝過程中，對傳感器6的安裝提 出了較高要求。如圖1所示，需要保證測頭1中心、測桿3的回轉(zhuǎn)中心5、傳感器觸頭7中心 這三點在同一直線上，并要求測桿3平行于大理石工作臺面，因三點一線結(jié)構(gòu)安裝較為困 難，難以保證實現(xiàn)三點一線這一特殊要求；另一方面，其測量力較大，容易對測量工件造成 測量劃傷；同時，當(dāng)更換測桿3時，需要重新裝夾保證三點一線，操作不便。傳統(tǒng)現(xiàn)有測量方 案中，測頭1中心的變化量H與傳感器觸頭7變化數(shù)值Δ Data是一種線性關(guān)系，其值與測 桿長L1、回轉(zhuǎn)中心5至傳感器觸頭7中心的距離L3以及傳感器系數(shù)有關(guān)，關(guān)系式為H = L1/ L3*C*AData。從公式可以看出，在這種方案中對于安裝精度也提出較高要求，否則L1和L3 的誤差值會極大的影響測量精度。同時，傳統(tǒng)測量對測量工件的長度和測量工件的高度都有一定的限制，要保證其 傳感器接頭塊8下沿不會碰觸工件上沿。現(xiàn)有傳感器結(jié)構(gòu)中，由于測頭1中心比傳感器接 頭塊8高，當(dāng)測量工件較高較長時，傳感器隨導(dǎo)軌移動時，傳感器接頭塊8下邊沿可能會與 工最高面發(fā)生干涉，影響工件測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種任意三角形傳感器及其校驗方法，以克服現(xiàn)有輪廓儀傳感 器安裝困難、結(jié)構(gòu)不合理的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種任意三角形傳感器，包括傳感器接頭塊、安裝在傳感器接頭塊上的傳感器、通 過回轉(zhuǎn)中心鉸接在傳感器接頭塊上的轉(zhuǎn)接頭、設(shè)置在轉(zhuǎn)接頭一端的測桿、設(shè)置在測桿遠離 轉(zhuǎn)接頭的一端的測針；所述轉(zhuǎn)接頭的另一端與傳感器觸頭相接觸；其特殊之處是所述回 轉(zhuǎn)中心和傳感器觸頭中心的連線與測桿平行且位于測桿的上方。上述傳感器接頭塊下底面與水平面平行且位于測桿的上方。上述測桿為多個長度不等的可更換測桿。一種任意三角形傳感器的校驗方法，其特殊之處是，其包含如下步驟1)安裝傳感器安裝傳感器時，先將測桿平行于工作臺面，調(diào)整傳感器觸頭中心， 直至傳感器讀數(shù)在中值位置，則此位置時傳感器觸頭中心與回轉(zhuǎn)中心在同一直線；2)準備至少四種不同高度的塊規(guī)，并緊貼在工作臺面上，其高度理論值為一組數(shù)
值H理；3)用傳感器分別測量這一組塊規(guī)的高度值，測量值即為傳感器觸頭的一組變化量 Δ Data，將測桿長L1、回轉(zhuǎn)中心至測頭中心的垂直距離L2、回轉(zhuǎn)中心至傳感器觸頭中心的L3 以及傳感器系數(shù)C代入公式
H = WC* hDatalL, — L2-(AData* C)2) / Li，即可得出測頭中心對應(yīng)的一組變化量H ；4)比較測頭中心變化量H與規(guī)高度的理論值Ha，根據(jù)步驟3)的公式，利用優(yōu)化計 算方法反復(fù)迭代，使得H無限逼近Ha ；從而得出Lp L2, L3及C的一組標定值；5)將標定出的參數(shù)值代入程序重新測量，驗證測量的準確性，消除安裝誤差；如 果準確性較差，則重復(fù)步驟3)和步驟4)重新標定各個參數(shù)。上述塊規(guī)的高度值為七至九種。本發(fā)明的技術(shù)效果為1、本發(fā)明降低了傳感的安裝調(diào)試要求，操作更加簡便。不再需要三點一線的安裝 需要，只需要在安裝時使傳感器觸頭中心與回轉(zhuǎn)中心所在直線平行于測桿且位于測桿上 方，在此條件下只要求測桿平行于工作臺面即可工作。2、本發(fā)明增加了測量工件的尺寸范圍。本發(fā)明將傳感器接頭塊的下底面與水平面 平行且位于測桿的上方，使傳感器接頭塊的下底面高出測頭中心所在平面很多，可保證在 測量過程中無論是傳感器移動還是工件移動，接頭塊均不會與工件相碰撞，避免發(fā)生干涉， 從而增加了測量的長度范圍。3、本發(fā)明配制了各種測桿長度，只需裝卸測桿3，就可達到改變測桿長度進而改變 測量量程的目的，同時降低了測量力，消除了對工件測量時的劃傷。4、本發(fā)明通過調(diào)整回轉(zhuǎn)中心、傳感器觸頭中心和測頭中心的位置關(guān)系，降低安裝 要求的同時提高了測量精度和儀器的重復(fù)性。


圖1為現(xiàn)有傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記如下1_測頭，2-測針，3-測桿，4-轉(zhuǎn)接頭，5-回轉(zhuǎn)中心，6-傳感器，7-傳 感器觸頭，8-傳感器接頭塊。
具體實施例方式參見圖1及圖2，本發(fā)明所涉及的一種任意三角形傳感器，包括傳感器接頭塊8、安 裝在傳感器接頭塊8上的傳感器6、通過回轉(zhuǎn)中心5鉸接在傳感器接頭塊8上的轉(zhuǎn)接頭4、 設(shè)置在轉(zhuǎn)接頭4 一端的測桿3、設(shè)置在測桿3遠離轉(zhuǎn)接頭4的一端的測針2 ；轉(zhuǎn)接頭4的另 一端與傳感器觸頭7相接觸；回轉(zhuǎn)中心5和傳感器觸頭7中心的連線與測桿3平行且位于 測桿3的上方。為避免接頭塊不會與被測物體相碰撞，最好將傳感器接頭塊8下底面與水 平面平行且位于測桿3的上方。為了改變測量量程從而實現(xiàn)對各種工件量程的測量，測桿 3為多個長度不等的可更換測桿。本發(fā)明所涉及的一種任意三角形傳感器的校驗方法，包含如下步驟1)安裝傳感器安裝傳感器時，先將測桿3平行于工作臺面，調(diào)整傳感器觸頭7中 心，直至傳感器讀數(shù)在中值位置，則此位置時傳感器觸頭7中心與回轉(zhuǎn)中心5在同一直線； 2)準備七至九種不同高度的塊規(guī)，并按高度值從大到小緊貼在工作臺面上，其高 度理論值為一組數(shù)值Ha;
3)用傳感器分別測量這一組塊規(guī)的高度值，測量值即為傳感器觸頭7的一組變化 量Δ Data，將測桿長L1、回轉(zhuǎn)中心至測頭中心的垂直距離L2、回轉(zhuǎn)中心至傳感器觸頭7中心 的L3以及傳感器系數(shù)C代入公式
權(quán)利要求
1.一種任意三角形傳感器，包括傳感器接頭塊(8)、安裝在傳感器接頭塊(8)上的傳感 器(6)、通過回轉(zhuǎn)中心(5)鉸接在傳感器接頭塊(8)上的轉(zhuǎn)接頭(4)、設(shè)置在轉(zhuǎn)接頭(4) 一 端的測桿(3)、設(shè)置在測桿(3)遠離轉(zhuǎn)接頭(4)的一端的測針(2)；所述轉(zhuǎn)接頭(4)的另一 端與傳感器觸頭(7)相接觸；其特征在于所述回轉(zhuǎn)中心(5)和傳感器觸頭(7)中心的連線 與測桿(3)平行且位于測桿(3)的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的任意三角形傳感器，其特征在于所述傳感器接頭塊(8)下 底面與水平面平行且位于測桿(3)的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任意三角形傳感器，其特征在于所述測桿(3)為多個 長度不等的可更換測桿。
4.一種如權(quán)利要求1所述任意三角形傳感器的校驗方法，其特征在于，其包含如下步驟1)安裝傳感器安裝傳感器時，先將測桿(3)平行于工作臺面，調(diào)整傳感器觸頭(7)中 心，直至傳感器讀數(shù)在中值位置，則此位置時傳感器觸頭(7)中心與回轉(zhuǎn)中心(5)在同一直 線.一入 ，2)準備至少四種不同高度的塊規(guī)，并緊貼在工作臺面上，其高度理論值為一組數(shù)值H理；3)用傳感器分別測量這一組塊規(guī)的高度值，測量值即為傳感器觸頭(7)的一組變化量 Δ Data，將測桿長L1、回轉(zhuǎn)中心至測頭中心的垂直距離L2、回轉(zhuǎn)中心至傳感器觸頭(7)中心 的L3以及傳感器系數(shù)C代入公式H = L2 -Z1 *C* ADataZL3 -L2*^L32 -(AData*C)2)/L3,即可得出測頭(1)中心對應(yīng)的一組變化量H;4)比較測頭(1)中心變化量H與規(guī)高度的理論值Ha，根據(jù)步驟3)的公式，利用優(yōu)化計 算方法反復(fù)迭代，使得H無限逼近Ha ；從而得出Lp L2, L3及C的一組標定值；5)將標定出的參數(shù)值代入程序重新測量，驗證測量的準確性，消除安裝誤差；如果準 確性較差，則重復(fù)步驟3)和步驟4)重新標定各個參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求(4)所述的任意三角形傳感器的校驗方法，其特征在于所述塊規(guī)的 高度值為七至九種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種任意三角形傳感器及其校驗方法，包括傳感器接頭塊、安裝在傳感器接頭塊上的傳感器、通過回轉(zhuǎn)中心鉸接在傳感器接頭塊上的轉(zhuǎn)接頭、設(shè)置在轉(zhuǎn)接頭一端的測桿、設(shè)置在測桿遠離轉(zhuǎn)接頭的一端的測針；轉(zhuǎn)接頭的另一端與傳感器觸頭相接觸；回轉(zhuǎn)中心和傳感器觸頭中心的連線與測桿平行且位于測桿的上方。通過安裝傳感器、計算測頭中心對應(yīng)的一組變化量H、得出一組標定值、將標定出的參數(shù)值代入程序重新測量，驗證測量的準確性，消除安裝誤差。降低了傳感的安裝調(diào)試要求，操作更加簡便。
文檔編號G01B21/20GK102102985SQ20091021956
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者戴桂秋 申請人:西安威而信精密儀器有限公司