磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置及方法与流程

1.本发明属于磁电式传感器位移测试技术领域，具体涉及一种磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置及方法。


背景技术：

2.磁电式位移传感器批量应用于旋转机械转子轴向位移的测试中，是一种非接触测试的无源多匝线圈，传感器置于转子转动形成的交变磁场中，依据电磁感应原理，磁电式位移传感器中将有电压产生，磁电式位移传感器输出电压幅值与转子和磁电式位移传感器两者间的位置之间存在的线性关系，二者之间的线性系数即为磁电式位移传感器的灵敏度，灵敏度是利用磁电式位移传感器测试旋转机械转子轴向变形的关键参数。
3.磁电式位移传感器应用中，受传感器安装位置、测试环境磁场强度散差、磁电式位移传感器电感散差等影响导致灵敏度并不相同，为实现磁电式位移传感器对转子轴向位移的精确测试，需要在试验前进行灵敏度标定。区别于其它类型位移传感器，磁电式位移传感器仅在旋转机械转子转动状态下有输出信号产生，因此，磁电式位移传感器的灵敏度标定需要在旋转机械转子运行状态下进行，当前通过多次手动调整和测试磁电式传感器与旋转机械转子之间的轴向安装位置的方式，并对旋转机械转子多次启停运行，得到磁电式位移传感器的灵敏度，上述方式标定精度差、标定效率低，需要耗费大量人工成本，不适用于批量的磁电式位移传感器灵敏度的标定。


技术实现要素：

4.本发明是为了解决传统手动标定中存在的标定精度差、标定效率低，需要耗费大量人工成本等问题而提出的，其目的是提供一种磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置及方法。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置，包括旋转机械，所述旋转机械包括外壳以及设置于其内部的转子及其支撑轴，还包括支撑腔体和轴向运动平台，外壳底部固定于支撑腔体上，轴向运动平台设置于支撑腔体内部，轴向运动平台顶部设置轴承支承座，转子的支撑轴设置于轴承支承座内；磁电式位移传感器固定于外壳内顶；轴向运动平台外侧壁设置光栅尺位移传感器，磁电式位移传感器和光栅尺位移传感器与计算机通过线缆电连接。
6.在上述技术方案中，所述磁电式位移传感器位于转子上方。
7.在上述技术方案中，所述轴向运动平台采用步进电机为驱动。
8.在上述技术方案中，所述支撑腔体包括自上而下依次连接的上法兰、中法兰和底板。
9.在上述技术方案中，所述上法兰和外壳之间、上法兰和中法兰之间以及中法兰和底板之间均通过螺栓连接。
10.在上述技术方案中，所述上法兰和外壳之间、上法兰和中法兰之间以及中法兰和底板之间均设置橡胶圈。
11.在上述技术方案中，所述轴向运动平台底部固定于底板上。
12.在上述技术方案中，所述轴向运动平台下部设置压板，压板固定于底板上。
13.在上述技术方案中，所述底板边缘设置有线缆输出接线端子。
14.一种磁电式位移传感器灵敏度自动标定方法，包括以下步骤：（
ⅰ
）启动旋转机械，使转子到达工作转速；（
ⅱ
）以轴向运动平台加光栅尺位移传感器构成的计算机反馈控制方式，精确调节转子的轴向位置y，轴向位置调节间隔0.1mm，利用计算机采集并记录不同转子轴向位置y（i）下磁电式传感器输出电压幅值v（i），其中i为大于1的自然数；（
ⅲ
）利用最小二乘法对测试得到的y（i）和v（i）进行线性拟合，进而得到磁电式位移传感器灵敏度k。
15.本发明的有益效果是：本发明提供了一种磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置及方法，可实现旋转机械转子一次启动运行状态下磁电式位移传感器灵敏度的自动标定，十分高效、便捷，适用于批量的磁电式位移传感器灵敏度的标定。
附图说明
16.图1是本发明磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置的结构示意图。
17.其中：1
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磁电式位移传感器
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转子3
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外壳
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上法兰5
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轴向运动平台
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中法兰7
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压板
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底板9
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光栅尺位移传感器
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10 轴承支承座11 线缆输出端子。
18.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置及方法的技术方案。
20.实施例1如图1所示，一种磁电式位移传感器灵敏度自动标定装置，包括旋转机械、支撑腔体和轴向运动平台5，所述旋转机械包括外壳3以及设置于其内部的转子2及其支撑轴，外壳3底部固定于支撑腔体上，轴向运动平台5设置于支撑腔体内部，其顶部设置轴承支承座10，转子2的支撑轴设置于轴承支承座10内；磁电式位移传感器1固定于外壳3内顶，且位于转子2上方；轴向运动平台5外侧壁设置光栅尺位移传感器9，磁电式位移传感器1、光栅尺位移传
感器9、轴向运动平台5与计算机通过线缆电连接。所述磁电式位移传感器自动标定装置采用旋转机械转子转动状态下转子支承轴轴向运动带动转子轴向运动位置方式，实现转子一次启动运行中磁电式位置传感器灵敏度的自动标定。
21.所述轴向运动平台5采用步进电机为驱动，选用日本神精精机产的za07a
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v1f型号运动台。以计算机控制轴向运动平台5运动的方式实现转子支承轴轴向运动，同时由于轴向运动平台运动台面上安装有光栅尺位移传感器9，计算机通过实时读取光栅尺位移传感器9的读数对轴向运动平台5反馈控制，实现旋转机械转子轴向位置的精确调节.所述支撑腔体包括自上而下依次连接的上法兰4、中法兰6和底板8，底板8边缘设置有线缆输出接线端子11。线缆输出接线端子11用于将轴向运动平台5控制线和光栅尺位移传感器9信号线传输给计算机。上法兰4和外壳3之间、上法兰4和中法兰6之间以及中法兰6和底板8之间均通过螺栓连接。上法兰4和外壳3之间、上法兰4和中法兰6之间以及中法兰6和底板8之间均设置橡胶圈。
22.所述轴向运动平台5底部固定于底板8上，支撑腔体为轴向运动平台5提供支承，同时，为了进一步保证轴向运动平台5的安装稳定性，轴向运动平台5下部设置压板7，压板7固定于底板8上。
23.本发明的工作原理：采用旋转机械转子转动状态下转子支承轴向运动带动转子轴向位置改变的方式，实现转子一次启动运行中磁电式位置传感器灵敏度的自动标定，计算机自动记录不同位置下磁电式位移传感器输出电压值，并由计算机自动输出灵敏度标定结果。
24.实施例1以实施例1为基础，一种磁电式位移传感器灵敏度自动标定方法，包括以下步骤：（
ⅰ
）启动旋转机械，使转子2到达工作转速；（
ⅱ
）以轴向运动平台5加光栅尺位移传感器9构成的计算机反馈控制方式，精确调节转子2的轴向位置y，轴向位置调节间隔0.1mm，利用计算机采集并记录不同转子2轴向位置y（i）下磁电式传感器1输出电压幅值v（i），其中，i=1~20；（
ⅲ
）利用最小二乘法对测试得到的y（i）和v（i）进行线性拟合，进而得到磁电式位移传感器灵敏度k。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。