一种全自动电涡流传感器静/动态校验仪
专利汇可以提供一种全自动电涡流传感器静/动态校验仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种全自动电 涡流 传感器 静/动态校验仪，属测量领域。包括静态测试单元和带有 触摸屏 的中央控制单元，其静态测试单元包括静态标定试件盘和静态校验 探头 安装 支架 ，其特征是设置一线性模组，在线性模组的 导轨 扩展架上设置静态标定试件盘，在校验仪盘面上设置静态校验探头安装支架，在导轨扩展架和线性模组上对应设置 定位 档 块 和非机械 接触 式定位 开关 ，中央控制单元的通讯 接口 经步进 电机 驱动器 与步进电机连接，非机械接触式定位开关经步进电机控制 电路 与步进电机驱动器连接，探头经过 信号 检测 采样 电路与中央控制单元的外围功能扩展接口电路连接。其实现了整个测试过程的全自动化，校验结果 精度 大大提高，可广泛用于各种电涡流传感器的校验领域。，下面是一种全自动电涡流传感器静/动态校验仪专利的具体信息内容。
1.一种全自动电涡流传感器静/动态校验仪，包括静态测试单元和中央控制单元，其静态测试单元至少包括静态标定试件盘和静态校验探头安装支架，其中央控制单元带有触摸屏显示单元，其特征是： 设置一由步进电机驱动的线性模组，在线性模组上设置受其驱动的可移动式导轨扩展架，在导轨扩展架和线性模组上对应设置定位档块和非机械接触式定位开关； 在导轨扩展架上设置静态标定试件盘，在校验仪盘面上设置固定的静态校验探头安装支架； 所述中央控制单元的通讯接口经步进电机驱动器与步进电机连接； 所述的非机械接触式定位开关经步进电机控制电路与步进电机驱动器连接； 所述的探头经过信号检测采样电路与中央控制单元的外围功能扩展接口电路连接。
2. 按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器静/动态校验仪，其特征是所述的 线性模组与校验仪盘面平行，设置在校验仪盘面下方；所述的导轨扩展架与线性模组 的驱动轴之间为蜗轮一蜗杆套件匹配连接。
3. 按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器静/动态校验仪，其特征是所述的 非机械接触式定位开关为光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光栅尺定 位组件。
4. 按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器静/动态校验仪，其特征是所述静 态校验探头安装支架固定设置在与线性模组轴线平行的方向上，其中心轴线与静态标 定试件盘的中心点重合。
5. 按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器静/动态校验仪，其特征是所述的 中央控制单元为嵌入式处理器微计算机电路；所述控制单元的通讯接口为RS232C通 讯接口；所述的触摸屏经过对应的接口电路与嵌入式微计算机单元总线连接；所述控 制单元集成有可与上位机进行数据交换的数据通讯接口 RS232C、 USB或Ethernet网 络端口。
6. 按照权利要求1所述的全自动电涡流传感器静/动态校验仪，其特征是所述的 外围功能扩展接口电路至少包括步进电机控制、数据采集/转换和A102扩展板侧接口 逻辑电路。
一种全自动电涡流传感器静/动态校验仪
技术领域
传感器技术在社会发展中的重要作用随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试 与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、 轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。
电涡流传感器采用的是感应电涡流原理，当带有高频电流的线圈靠近被测金属 时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流，电磁学上 称之为电涡流。电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导率、线圈的几何形状、 几何尺寸，电流频率等参数有关。
通过电路可将被测金属相对于传感器探头之间的距离变化转换成电压或电流变 化。电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量的。
电涡流传感器是一种性能优越的非接触测量用传感器，这种传感器适用于对机械 的振动、位移、转速等运行状态直接的在线监测，在大型旋转机械的状态监测中已被 广泛采用，它的输出信号中包含着丰富的机组运行状态信息，其与相关设备相连，可 实现参数的在线检测和监控，也可用于故障诊断，其体积小，结构紧凑坚固，耐腐蚀、 耐湿热，因而被广泛应用于电力、石化、机械等行业，正被广大工程技术人员所熟悉 和重视。
作为一种检测用传感器，必定存在校验的问题，通常，对电涡流传感器的校验大 致可分为出厂校验（亦称标定）和用户校验，而用户所做的校验通常为定期校验。
这种定期校验，通常是用户利用机械设备的定期检修，对安装在其上的电涡流传 感器进行校验。
由于电涡流传感器的工作特点所致，使得绝大多数的用户无法在现场（指用户机 械设备的安装地点）对其进行校验，只能将其拆卸下来，送到专门的实验室、仪表校 验室或传感器生产厂家进行送检校验，传感器校验的送检校验所需时间长，对于一些 大型机组或安装有多个电涡流传感器的用户而言，这是一项十分费时、费力、费资金 的工作，而且不能满足快速检修或故障抢修的时间需要，对大型设备或复杂机械的安
全、稳定运行带来隐患。
同时，由于电涡流传感器动、静态校验的校验方法、校验装置结构的不同，现有 的校验仪大多数功能单一，且现有仪器的原点校正、静态试盘或探头安装架的移动、 调节、定位均采用手动方式实现，其测量精度受测量工具（千分尺）和调节方式（手 动及靠人眼睛观察）的限制，只能达到毫米级，且误差较大，既增加了校验的所费时 间，加大了测试人员的工作量，又不利于各测试校验仪器功能的充分发挥，校验结果 精度较低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种全自动电涡流传感器静/动态校验 仪，其整个校验过程全自动进行，无需人工干预，校验结果精度高，测试记录输出直 观、方便，完全可满足用户快速检修或故障抢修的时间需要，为大型设备或复杂机械
的安全、稳定运行提供了可靠保证，亦有利于减轻测试人员的工作量，提高校验工作 效率和校验精度。
本实用新型的技术方案是：提供一种全自动电涡流传感器静/动态校验仪，包括 静态测试单元和中央控制单元，其静态测试单元至少包括静态标定试件盘和静态校验 探头安装支架，其中央控制单元带有触摸屏显示单元，其特征是：设置一由步进电机 驱动的线性模组，在线性模组上设置受其驱动的可移动式导轨扩展架，在导轨扩展架 和线性模组上对应设置定位档块和非机械接触式定位开关；在导轨扩展架上设置静态 标定试件盘，在校验仪盘面上设置固定的静态校验探头安装支架；所述中央控制单元 的通讯接口经步进电机驱动器与步进电机连接；所述的非机械接触式定位开关经步进 电机控制电路与步进电机驱动器连接；所述的探头经过信号检测采样电路与中央控制 单元的外围功能扩展接口电路连接。
其线性模组与校验仪盘面平行，设置在校验仪盘面下方。 其导轨扩展架与线性模组的驱动轴之间为蜗轮一蜗杆套件匹配连接。 其非机械接触式定位开关为光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光 栅尺定位组件。
其静态校验探头安装支架固定设置在与线性模组轴线平行的方向上，其中心轴线 与静态标定试件盘的中心点重合。
其中央控制单元为嵌入式处理器微计算机电路。 其控制单元的通讯接口为RS232C通讯接口 。
其触摸屏经过对应的接口电路与嵌入式微计算机单元总线连接。
其控制单元集成有可与上位机进行数据交换的数据通讯接口 RS232C、 USB或 Ethernet网络端口。
其外围功能扩展接口电路至少包括步进电机控制、数据采集/转换和A102扩展板 侧接口逻辑电路。
与现有技术比较，本实用新型的优点是：
1. 设置由步进电机驱动的线性模组构成的执行机构单元和由非机械接触式定位 开关构成的原点定位单元，使得原点定位自动化，无需人工干预，测试记录输出直观、 方便，完全可满足用户的需要；
2. 将静态校验中的移动部件（静态标定试件盘）设置在线性模组上的可移动式导 轨扩展架， 一方面使用户在设备安装现场即可完成对电涡流传感器的静态校验，另一 方面，与执行机构单元和原点定位单元相结合，实现了整个测试过程的全自动化，校 验结果精度大大提高；
3. 其控制单元集成有多种数据通讯接口，方便了外部数据交换和/或与上位机之 间的数据传输，提高了用户的数据采集和汇总工作效率。
附图说明
图l至图2是本实用新型的机械结构示意图；
图3是本实用新型电气模块方框图；
图4是其外围功能扩展接口电路的电气模块方框图。 图中l为静态标定试件盘，2为静态校验探头安装支架，6为线性模组，6-l为步进电 机，6-2为可移动式导轨扩展架，7-1为定位档块，7-2为非机械接触式定位开关，8 为被校探头。
具体实施方式
图1至图2中，本实用新型的机械结构至少包括由静态标定试件盘1和静态校验 探头安装支架2构成的静态测试单元，其发明点在于设置了一个由步进电机6-l驱动 的线性模组6，在线性模组上设置了一个受其驱动的可移动式导轨扩展架6-2，在导轨 扩展架和线性模组上对应设置定位档块7-1和非机械接触式定位开关7-2;在导轨扩 展架上设置静态标定试件盘，在校验仪盘面（图中未示出）上设置固定的静态校验探
头安装支架l。
进一步的，其线性模组与校验仪盘面平行，设置在校验仪盘面下方。 其导轨扩展架与线性模组的驱动轴之间为蜗轮一蜗杆套件匹配连接。 其非机械接触式定位开关为光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光 栅尺定位组件。
其静态校验探头安装支架固定设置在与线性模组轴线平行的方向上，其中心轴线 与静态标定试件盘的中心点重合。
由于采用光电开关定位组件、标准电涡流传感器定位组件或光栅尺定位组件进行 精确定位的技术方案为现有技术，其具体结构和工作方式在此不再叙述。
由于设置了执行机构单元和原点定位单元，将静态校验中的移动部件（静态标定 试件盘）设置在线性模组上的可移动式导轨扩展架，釆用非机械接触式定位开关作为 定位装置，实现了高精度的原点定位和原点定位的自动化进行，进而实现了整个测试 过程的全自动化，无需人工干预，校验结果精度大大提高亦有利于减轻测试人员的工 作量，提高了校验工作效率和校验精度。
经过实际测试，采用了上述技术方案的校验仪，其最小校验位移步长可以达到
O.lpm，精度亦可达到0.1pm ，比现有技术的毫米级的测量结果，其测量精度有了数 量级上"质"的提高。
图3中，在现有电路模块结构的技术上，本装置的电气部分之中央控制单元的通 讯接口经步进电机驱动器与步进电机连接，通讯接口同时经主电机驱动器与主驱动电 机连接。其非机械接触式定位开关经步进电机控制电路与步进电机驱动器连接。其探 头经过信号检测采样电路与中央控制单元的外围功能扩展接口电路连接。
其中央控制单元为嵌入式处理器微计算机电路。
其控制单元的通讯接口为RS232C通讯接口 。
其触摸屏经过对应的接口电路与嵌入式微计算机单元总线连接。
其控制单元集成有可与上位机进行数据交换的数据通讯接口 RS232C、 USB或 Ethernet网络端口 （图中用"数据通讯接口 1"至"数据通讯接口 N"表示）。
由于上述各功能性电路和其相互之间的连接方式为现有技术，其具体线路和工作 原理在此不再叙述，本领域的技术人员在领会和掌握了本实用新型的意图和发明点之 后，无需经过创造性的劳动，即可容易地再现上述技术方案，实现其技术效果。
由于采用非机械接触式定位开关作为定位装置，且在控制单元集成了多种数据通 讯接口，使得原点定位自动化进行，测量精度大大提高，实现了整个测试过程的全自
动化，测试记录输出直观、易读，方便了外部数据交换和/或与上位机之间的数据传 输，提高了用户数据采集和汇总的工作效率。
图4中，提供了一个本装置外围功能扩展接口电路实施例的电气模块方框图，其
外围功能扩展接口电路至少包括步进电机控制、数据采集/转换和A102扩展板侧接口 逻辑电路。
由图可见，功能扩展电路板的主要器件选用CPLD以实现步进电机控制脉冲发生 器、频率检测逻辑、A/D转换控制和自动数据采样时序逻辑以及A102扩展板侧接口 逻辑、数据采样主要器件16位A/D转换器，这样，最大限度的保证采样精度、采样 速度和与主控系统之间的数据交换速度。
因上述模块功能电路均为现有技术，本领域的技术人员在领会和掌握了本实用新 型的意图和发明点之后，完全可以不经过创造性的劳动，再现本实用新型的技术方案， 实现其技术效果，故上述模块的具体线路和相互之间的连接关系在此不再叙述。
将嵌入式处理器微计算机电路与功能扩展板设计成独立的两块电路板，两者之间 通过A102功能扩展插槽联接，这样可保证不影响电路的数据传输速度和联接可靠性， 而且模块化设计有利于电路的安装，调试和维护。
本装置的静态测试工作流程至少包括下述步骤：
A、 在静态校验探头安装支架上安装好被校探头，并连接好相应的信号连接线；
B、 手动调整被校探头使其探头端面与静态标定试件盘表面充分接触；
C、 通过触摸屏设置好相邻点位移间距及扫描点数；
D、 启动自动静态校验程序；
E、 中央控制单元经步进电机驱动器控制步进电机开始运转；
F、 步进电机驱动安装有传感器的静态校验探头安装支架，向探头端面与静态标 定试件盘间隙增加的方向移动；
G、 中央控制单元检测和记录的电压输出信号值和位置，根据被校探头输出值的 变化，判断其是否进入线性工作区域；
H、 若被校探头的输出值进入线性工作区域，进入下一步，否则，重复上述第F、 G步骤；
I、 记录被校探头的线性起始间隙和在线性工作起始点的线性间隙电压值； J、根据预先输入的相邻点间距及扫描点数，计算步进电机的单步运行步长；
K、中央控制单元按照设定的步长，控制步进电机继续运转，驱动静态校验探头 安装支架向探头端面与静态标定试件盘间隙增加的方向移动至下一位移点；
L、记录被校探头在该位移点的线性间隙电压值；
M、中央控制单元自动记录、存储各点的间隙电压值；
N、中央控制单元在显示屏上以位移为横坐标，间隙电压值为纵坐标，实时绘制、 显示待校探头的静态线性特性曲线和/或灵敏度误差曲线，同时将己完成的扫描点数和 /或已经完成的测试位移距离的累加；
O、若扫描点数之和和/或总测试位移距离，达到预设定值，进入下一步，否则， 重复上述第K、 L、 M、 N步骤；
P、中央控制单元自动计算出探头的线性起始电压、线性起始间隙、灵敏度、灵 敏度误差、非线性误差，并输出格式化报表。
为了更好地满足用户的测试需要，在上述第M步步骤完成后，还可以通过程序 设置，继续对待测探头进行非线性范围静态特性曲线的测试，更加充分和全面地测试 探头的性能。
实际测试时，安装好待测试的探头，并按要求接线后，通过手动调整悬钮将被校 探头端面与静态标定试件盘端面充分接触，此时，探头应旋转至水平位置。
通过触摸屏设置好相邻点间距及扫描点数后，启动自动静态校验，之后，校验仪 将自动按照设定的步长控制步进电机驱动安装有传感器的探头安装架向探头端面与 静态标定试件盘间隙增加方向移动，并依次扫描各点间隙电压值并记录，同时在显示 屏上以位移为横坐标，间隙电压值为纵坐标实时绘制静态标定曲线，整个校验过程不 需要人工干预，扫描完毕后校验仪自动计算出线性起始电压、线性起始间隙、灵敏度、 灵敏度误差、非线性误差等，并输出格式化报表。
通过上述工作程序，即可方便、快捷、准确、高效地获得待测探头的静态线性特 性曲线或相关参数。
以上所述内容仅仅是用来解释和说明本实用新型之技术方案的，而不是用作对本 实用新型权利要求之发明范围的限定，本领域的普通技术人员，完全可以在不背离本 发明思路和范围的情况下，对本实用新型做出各种等同的变化或变形。
本领域的普通技术人员应当认识到，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以 上各实施例的变化或变形，都将落在本申请之权利要求所要求的保护范围内。
综上，由于本实用新型设置了执行机构单元和原点定位单元，将静态校验中的移 动部件（静态标定试件盘）设置在线性模组上的可移动式导轨扩展架，采用非机械接 触式定位开关作为定位装置，且在控制单元集成了多种数据通讯接口，使得用户在设 备安装现场即可完成对电涡流传感器的静态校验，原点定位自动化进行，实现了整个
测试过程的全自动化，无需人工干预，校验结果精度大大提高，测试记录输出直观、 易读，方便了外部数据交换和/或与上位机之间的数据传输，提高了用户数据采集和 汇总的工作效率，完全可满足用户快速检修或故障抢修的时间需要，亦有利于减轻测 试人员的工作量，提高了校验工作效率和校验精度。
本实用新型可广泛用于各种规格型号电涡流传感器的校验领域。
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