申请/专利权人：江南工业集团有限公司

申请日：2018-11-21

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN109540048B

主分类号：G01B13/00

分类号：G01B13/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.04.23#实质审查的生效;2019.03.29#公开

摘要：本发明公开了一种自动检测气动量仪线性误差的方法，包括以下步骤：确定微动台架的初始间隙、移动距离、采集间隔和移动速度参数；控制电机带动微动台架以设定好的速度、间隔以及移动距离进行运动；微动台架每移动到一个采集点，在校准时利用量块对传感器各受检点逐点校准、逐点修正，在测量时同时对传感器和气动量仪数据进行采样，直到移动结束；由电脑处理上述两个值，进行分析、评定，得出气动量仪线性误差；对得出的线性误差进行保存和判定，删除误操作数据，双色灯报警。本发明能够对气动量仪线性进行自动检测、自动记取、自动保存和输出，检测精度大大提高，并且检测时间短，简化了检测工作流程，提高了生产效率。

主权项：1.一种自动检测气动量仪线性误差的方法，是基于自动检测气动量仪线性误差的装置实现的，装置包括机架、电脑、微动滑台、步进电机、微动台架及双孔转动支臂；所述的微动滑台水平安装在机架上，所述的步进电机置于微动滑台上，步进电机输出轴通过膜片联轴器与微动台架连接；微动台架上安装有双孔转动支臂，双孔转动支臂上安装有P12D传感器和喷嘴；P12D传感器及步进电机与电脑连接，喷嘴用于与气动量仪连接；所述的机架包括电脑安装箱、旋转支架及柜体，电脑安装箱通过旋转支架安装在柜体上，位于柜体上方；所述的柜体顶部设有测量底板，柜体内腔分为键盘抽屉、电气控制柜和打印机柜，键盘抽屉位于打印机柜和电气控制柜上方，打印机柜位于电气控制柜前方，打印机柜内设有打印机，打印机与电脑连接；柜体侧面设有按钮盒放置架；所述的电脑的触摸显示器置于电脑安装箱内，键盘置于键盘抽屉内；所述的微动滑台安装在测量底板上；所述的测量底板后部设有防护罩，所述的步进电机及微动滑台置于防护罩内；防护罩上安装有控制电脑和步进电机的开关、连接电脑与气动量仪的串口插座、实现气动量仪供气的通断的球阀及按钮插座，按钮插座连接按钮盒；所述的电脑安装箱由铝型材制成，电脑安装箱上设有三色报警灯，三色报警灯与电脑连接；所述的电气控制柜后板上设有空气过滤器，空气过滤器的出口与球阀连接；方法具体包括以下步骤：步骤S1：对微动台架进行调整，确定微动台架的运动范围；确定微动台架的初始间隙、移动距离、采集间隔和移动速度参数；步骤S2：由电脑控制步进电机带动微动台架以设定好的速度、间隔以及移动距离进行运动；步骤S3：微动台架每移动到一个采集点，P12D传感器检测本采集点和上一个采集点之间的垂直距离，在校准时利用量块对P12D传感器各受检点逐点校准、逐点修正，计算出修正值βi，计算方法为βi＝Li-li，其中Li为两个采集点之间理论垂直距离，li为两采集点由P12D传感器检测出的垂直距离，在测量时同时对P12D传感器和气动量仪测量值进行采样，直到移动结束；步骤S4：由电脑处理测量时P12D传感器采样值和气动量仪数值，进行分析、评定，得出气动量仪线性误差，分析方法为：各采集点线性误差Δi＝气动量仪测量值mi-传感器采集值ni-该点修正值βi，即Δi＝mi-ni-βi，然后找出Δi中的最大值Δmax与最小值Δmin，判断Δmax和Δmin是否在最大允许误差Δ范围之内；步骤S5：对得出的线性误差进行保存和判定，删除误操作数据，双色灯报警，同时生成线性检测报告，检测报告由打印机输出。

全文数据：一种自动检测气动量仪线性误差的装置及方法技术领域本发明涉及一种自动检测气动量仪线性误差的装置及方法。背景技术目前，在气动量仪、电子柱等相关精密仪器线性误差检测中，线性检测需要人工推动台架来进行检测，在批量生产当中需要操作员频繁推动台架，从而大大影响了生产效率。由于存在人为的操作，难免会出现差错，比如在推动台架时出现未到位的现象。测量设备在需求精度较高较严格的测量环境，若要保证测量精度和效率，必然会产生额外需求，比如增加操作员或延长工作时间。由此可见，现有的气动量仪线性检测方法在使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。发明内容为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作简单、效率高的自动检测气动量仪线性误差的装置，并提供一种自动检测气动量仪线性误差的方法。本发明解决上述问题的技术方案是：一种自动检测气动量仪线性误差的装置，包括机架、电脑、微动滑台、步进电机、微动台架及双孔转动支臂；所述的微动滑台水平安装在机架上，所述的步进电机置于微动滑台上，步进电机输出轴通过膜片联轴器与微动台架连接；微动台架上安装有双孔转动支臂，双孔转动支臂上安装有P12D传感器和喷嘴；P12D传感器及步进电机与电脑连接，喷嘴用于与气动量仪连接。上述自动检测气动量仪线性误差的装置，所述的机架包括电脑安装箱、旋转支架及柜体，电脑安装箱通过旋转支架安装在柜体上，位于柜体上方；所述的柜体顶部设有测量底板，柜体内腔分为键盘抽屉、电气控制柜和打印机柜，键盘抽屉位于打印机柜和电气控制柜上方，打印机柜位于电气控制柜前方，打印机柜内设有打印机，打印机与电脑连接；柜体侧面设有按钮盒放置架；所述的电脑的触摸显示器置于电脑安装箱内，键盘置于键盘抽屉内；所述的微动滑台安装在测量底板上。上述自动检测气动量仪线性误差的装置，所述的测量底板后部设有防护罩，所述的步进电机及微动滑台置于防护罩内；防护罩上安装有控制电脑和步进电机的开关、连接电脑与气动量仪的串口插座、实现气动量仪供气的通断的球阀及按钮插座，按钮插座连接按钮盒。上述自动检测气动量仪线性误差的装置，所述的电脑安装箱由铝型材制成，电脑安装箱上设有三色报警灯，三色报警灯与电脑连接。上述自动检测气动量仪线性误差的装置，所述的电气控制柜后板上设有空气过滤器，空气过滤器的出口与球阀连接。一种自动检测气动量仪线性误差的方法，包括以下步骤：步骤S1：对微动台架进行调整，确定微动台架的运动范围；确定微动台架的初始间隙、移动距离、采集间隔和移动速度参数；步骤S2：由电脑控制步进电机带动微动台架以设定好的速度、间隔以及移动距离进行运动；步骤S3：微动台架每移动到一个采集点，P12D传感器检测本采集点和上一个采集点之间的垂直距离，在校准时利用量块对P12D传感器各受检点逐点校准、逐点修正，计算出修正值βi，计算方法为βi＝Li-li，其中Li为两个采集点之间理论垂直距离，li为两采集点由P12D传感器检测出的垂直距离，在测量时同时对P12D传感器和气动量仪测量值进行采样，直到移动结束；步骤S4：由电脑处理测量时P12D传感器采样值和气动量仪数值，进行分析、评定，得出气动量仪线性误差，分析方法为：各采集点线性误差Δi＝气动量仪测量值mi-传感器采集值ni-该点修正值βi，即Δi＝mi-ni-βi，然后找出Δi中的最大值Δmax与最小值Δmin，判断Δmax和Δmin是否在最大允许误差Δ范围之内。步骤S5：对得出的线性误差进行保存和判定，删除误操作数据，双色灯报警，同时生成线性检测报告，检测报告由打印机输出。上述自动检测气动量仪线性误差的方法，所述步骤S1中的各参数值根据不同量程设置相应的数值，设置方法为：量程分为±5μm、±10μm、±25μm和±50μm，在量程设置里设置对应量程的初始间隙、倍率、测量间隔和最大允许误差，并将要检测的气动量仪倍率调节好。上述自动检测气动量仪线性误差的方法，所述步骤S2包括：2-1由电脑来控制电机的运动，从而带动微动台架运动；2-2微动台架移动过程中使传感器位移发生变化，同时气动量仪测量值也发生变化。上述自动检测气动量仪线性误差的方法，所述步骤S3中，对传感器进行延时采集，采集出相对稳定的数值，通过电脑向气动量仪发送数据上传指令来采集气动量仪测量值。上述自动检测气动量仪线性误差的方法，步骤S4中的气动量仪线性误差经过补偿值修正来消除机械部件和传感器本身特性所造成的误差。本发明的有益效果在于：1、本发明的装置结构简单，操作方便，通过电脑控制，能够实现气动量仪、电子柱等精密量仪线性示值误差测量的自动化，消除了人为影响，提高了测量的精度和效率；测量时仅需一名操作员，降低了人工成本。2、本发明的方法中，首先确定微动台架的初始间隙、移动距离、采集间隔和移动速度参数；然后由电脑控制步进电机带动微动台架以设定好的速度、间隔以及移动距离进行运动；微动台架每移动到一个采集点，在校准时利用量块对传感器各受检点逐点校准、逐点修正，在测量时同时对传感器和气动量仪数据进行采样，直到移动结束；再由电脑处理上述两个值，进行分析、评定，得出气动量仪线性误差；最后对得出的线性误差进行保存和判定，删除误操作数据，双色灯报警，同时生成线性检测报告，检测报告由打印机输出。本发明能够对气动量仪线性进行自动检测、自动记取、自动保存和输出，检测精度大大提高，并且检测时间短，简化了检测和生产流程，提高了生产效率，检测效率高，不需要人为转动台架，避免了人为误差。附图说明图1为本发明方法的流程图。图2为本发明装置的主视图。图3是本发明装置的右视图。图4是本发明装置的后视图。图5是本发明装置的剖视图。图6是图5中I处放大图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图2-6所示，一种自动检测气动量仪线性误差的装置，包括机架1、电脑2、微动滑台10、步进电机12、微动台架14及双孔转动支臂15。所述的机架1包括电脑安装箱101、旋转支架102及柜体，所述的电脑安装箱101由铝型材制成，电脑安装箱101上设有三色报警灯3及电脑启动开关4，三色报警灯3与电脑2连接。电脑安装箱101通过旋转支架102安装在柜体上，位于柜体上方。柜体的底部设有四个万向轮，便于本发明的移动。所述的柜体顶部设有测量底板104，柜体内腔分为键盘抽屉106、电气控制柜108和打印机柜107，键盘抽屉106位于打印机柜107和电气控制柜108上方，打印机柜107位于电气控制柜108前方。打印机柜107内设有打印机，打印机与电脑2连接。柜体侧面设有按钮盒放置架105。所述的电脑2的触摸显示器置于电脑安装箱内，键盘置于键盘抽屉内。所述的电气控制柜108后板上设有空气过滤器20及电源接口19。所述的微动滑台10安装在测量底板104上，安装在防护罩103内，所述的防护罩103安装在测量底板104的后部。所述的步进电机12固定安装在电机座11上，电机座11置于微动滑台10上，步进电机12的输出轴通过膜片联轴器13与微动台架14连接。防护罩103上安装有控制电脑2和步进电机12的开关5、连接电脑2与气动量仪的串口插座7、实现气动量仪供气的通断的球阀8、五孔一开插座6及按钮插座9，空气过滤器20的出口与球阀8连接，按钮插座9连接按钮盒，按钮盒置于按钮盒放置架105上。微动台架14上安装有双孔转动支臂15，双孔转动支臂上安装有P12D传感器16和喷嘴17；P12D传感器16及步进电机12与电脑2连接，喷嘴17用于与气动量仪连接。一种自动检测气动量仪线性误差的方法，包括以下步骤：步骤S1：对微动台架14进行调整，确定微动台架14的运动范围。确定微动台架14的初始间隙、移动距离、采集间隔和移动速度参数。各参数值根据不同量程设置相应的数值，设置方法为：量程分为±5μm、±10μm、±25μm和±50μm，在量程设置里设置对应量程的初始间隙、倍率、测量间隔和最大允许误差，例如±5量程设置初始间隙为50μm，倍率为10μm，测量间隔为1.0μm，最大允许误差为±0.2μm；并将要检测的气动量仪倍率调节好。步骤S2：由电脑2控制步进电机12带动微动台架14以设定好的速度、间隔以及移动距离进行运动。具体包括：2-1由电脑2来控制电机的运动，从而带动微动台架14运动；2-2微动台架14移动过程中使P12D传感器16位移发生变化，同时气动量仪测量值也发生变化。步骤S3：微动台架14每移动到一个采集点，P12D传感器检测本采集点和上一个采集点之间的垂直距离，在校准时利用量块对P12D传感器各受检点逐点校准、逐点修正，计算出修正值βi，计算方法为βi＝Li-li，其中Li为两个采集点之间理论垂直距离，li为两采集点由P12D传感器检测出的垂直距离，在测量时同时对P12D传感器16和气动量仪数据进行采样，直到移动结束。对传感器进行延时采集，采集出相对稳定的数值；通过电脑2向气动量仪发送数据上传指令来采集气动量仪测量值；每个采集点需足够停顿时间来使数据稳定，选择合适速度提高检测效率。步骤S4：由电脑2处理测量时P12D传感器采样值和气动量仪数值，进行分析、评定，得出气动量仪线性误差，分析方法为：各采集点线性误差Δi＝气动量仪测量值mi-传感器采集值ni-该点修正值βi，即Δi＝mi-ni-βi，然后找出Δi中的最大值Δmax与最小值Δmin，判断Δmax和Δmin是否在最大允许误差Δ范围之内。举例说明，如下表：传感器采集值ni气动量仪数值mi误差Δi0000.80.90.11.92.00.13.02.8-0.24.14.0-0.14.85.00.26.16.0-0.1最大允许误差Δ＝±0.2，上表格中Δmax＝0.2，Δmin＝-0.2，都在Δ范围内，则本次检测合格。气动量仪线性误差经过补偿值修正来消除机械部件和传感器本身特性所造成的误差。步骤S5：对得出的线性误差进行保存和判定，删除误操作数据，双色灯报警绿色闪烁表示测量结果合格，红色闪烁表示测量结果不合格，同时生成线性检测报告，检测报告由打印机输出。应用电脑人机交互界面显示屏方法，在测量开始自动或结束时具有自动置零和复位功能，量程和测量速度可选择，超差判定界限可调，配置有标准件数值预置、修正功能；测量系统实现故障自诊断、提示和保护。本发明只需一名操作员，通过电脑人机交互界面显示屏操纵，利用量块在各受检点逐点校准、逐点修正，然后与被测量仪进行同步比较测量的原理，轻松完成各种量程气动量仪、电子柱等精密量仪线性示值误差的测量，自动分析评定和保存测量结果，操作方便、简单，显著提高工作效率及工作质量。本发明以微动台架14为基准，对气动量仪等被检量仪的不同量程线性进行测量，将所检的量程，一次性完成自动测量，测量采用动态采样方式，P12D传感器16所采集的相应参数与气动量仪的测量数值被送入专用工控机电箱中处理、判定，获得相应量程的实际偏差值。本发明具有自动置零和复位功能；根据不同量程来确定不同测量速度的功能；超差判定界限可调，配置有标准件数值预置、修正等功能；系统配置有故障自诊断、提示及保护等功能；实现动态测量信号的采样、处理、评定、判定、显示、删除误操作数据、保护、存储及双色灯报警等其它功能。测量采样、评定、显示、判定、保护、报警、存储等功能等程序皆工业平板电脑控制自动进行，采用12〞触摸屏幕显示测量结果。本发明具有合格、超差指示功能。不同量程有不同判定界限，并且该界限可以根据需要调整。本发明采用电脑2控制步进电机12步距角1.8°，转动惯量0.077㎏㎝2，最大径向跳动0.025㎜，最大轴向跳动0.075㎜带动微动台架14进行精密运动，从而代替了手动控制运动。本发明用量块对每个测量点进行自动校准和修正，将直接测量转换为比较测量，从而消除了测量仪的系统误差，并采用P12D传感器16与气动量仪结果进行同步测量比较，进一步减小检测过程中出现的人为误差，重复性好。本发明实现了自动复位和置零，自动测量，自动采集测量数据，自动分析评定测量结果，具有合格与否自动报警功能，自动出检测结果报告，极大地提升了工作效率。

权利要求：1.一种自动检测气动量仪线性误差的装置，其特征在于：包括机架、电脑、微动滑台、步进电机、微动台架及双孔转动支臂；所述的微动滑台水平安装在机架上，所述的步进电机置于微动滑台上，步进电机输出轴通过膜片联轴器与微动台架连接；微动台架上安装有双孔转动支臂，双孔转动支臂上安装有P12D传感器和喷嘴；P12D传感器及步进电机与电脑连接，喷嘴用于与气动量仪连接。2.根据权利要求1所述的自动检测气动量仪线性误差的装置，其特征在于：所述的机架包括电脑安装箱、旋转支架及柜体，电脑安装箱通过旋转支架安装在柜体上，位于柜体上方；所述的柜体顶部设有测量底板，柜体内腔分为键盘抽屉、电气控制柜和打印机柜，键盘抽屉位于打印机柜和电气控制柜上方，打印机柜位于电气控制柜前方，打印机柜内设有打印机，打印机与电脑连接；柜体侧面设有按钮盒放置架；所述的电脑的触摸显示器置于电脑安装箱内，键盘置于键盘抽屉内；所述的微动滑台安装在测量底板上。3.根据权利要求2所述的自动检测气动量仪线性误差的装置，其特征在于：所述的测量底板后部设有防护罩，所述的步进电机及微动滑台置于防护罩内；防护罩上安装有控制电脑和步进电机的开关、连接电脑与气动量仪的串口插座、实现气动量仪供气的通断的球阀及按钮插座，按钮插座连接按钮盒。4.根据权利要求2或3所述的自动检测气动量仪线性误差的装置，其特征在于：所述的电脑安装箱由铝型材制成，电脑安装箱上设有三色报警灯，三色报警灯与电脑连接。5.根据权利要求3所述的自动检测气动量仪线性误差的装置，其特征在于：所述的电气控制柜后板上设有空气过滤器，空气过滤器的出口与球阀连接。6.一种基于权利要求1-5中任一项所述的自动检测气动量仪线性误差的装置的自动检测气动量仪线性误差的方法，包括以下步骤：步骤S1：对微动台架进行调整，确定微动台架的运动范围；确定微动台架的初始间隙、移动距离、采集间隔和移动速度参数；步骤S2：由电脑控制步进电机带动微动台架以设定好的速度、间隔以及移动距离进行运动；步骤S3：微动台架每移动到一个采集点，P12D传感器检测本采集点和上一个采集点之间的垂直距离，在校准时利用量块对P12D传感器各受检点逐点校准、逐点修正，计算出修正值βi，计算方法为βi＝Li-li，其中Li为两个采集点之间理论垂直距离，li为两采集点由P12D传感器检测出的垂直距离，在测量时同时对P12D传感器和气动量仪测量值进行采样，直到移动结束；步骤S4：由电脑处理测量时P12D传感器采样值和气动量仪数值，进行分析、评定，得出气动量仪线性误差，分析方法为：各采集点线性误差Δi＝气动量仪测量值mi-传感器采集值ni-该点修正值βi，即Δi＝mi-ni-βi，然后找出Δi中的最大值Δmax与最小值Δmin，判断Δmax和Δmin是否在最大允许误差Δ范围之内。步骤S5：对得出的线性误差进行保存和判定，删除误操作数据，双色灯报警，同时生成线性检测报告，检测报告由打印机输出。7.根据权利要求6所述的自动检测气动量仪线性误差的方法，其特征在于，所述步骤S1中的各参数值根据不同量程设置相应的数值，设置方法为：量程分为±5μm、±10μm、±25μm和±50μm，在量程设置里设置对应量程的初始间隙、倍率、测量间隔和最大允许误差，并将要检测的气动量仪倍率调节好。8.根据权利要求6所述的自动检测气动量仪线性误差的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：2-1由电脑来控制电机的运动，从而带动微动台架运动；2-2微动台架移动过程中使传感器位移发生变化，同时气动量仪测量值也发生变化。9.根据权利要求6所述的自动检测气动量仪线性误差的方法，其特征在于，所述步骤S3中，对传感器进行延时采集，采集出相对稳定的数值，通过电脑向气动量仪发送数据上传指令来采集气动量仪测量值。10.根据权利要求6所述的自动检测气动量仪线性误差的方法，其特征在于，步骤S4中的气动量仪线性误差经过补偿值修正来消除机械部件和传感器本身特性所造成的误差。

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