专利名称：一种任意三角形传感器及其校验方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器及其校验方法。
背景技术：
传统的轮廓仪测量装置，在传感器6和测杆3的安装过程中，对传感器6的安装提 出了较高要求。如图1所示，需要保证测头1中心、测杆3的回转中心5、传感器触头7中心 这三点在同一直线上，并要求测杆3平行于大理石工作台面，因三点一线结构安装较为困 难，难以保证实现三点一线这一特殊要求；另一方面，其测量力较大，容易对测量工件造成 测量划伤；同时，当更换测杆3时，需要重新装夹保证三点一线，操作不便。传统现有测量方 案中，测头1中心的变化量H与传感器触头7变化数值Δ Data是一种线性关系，其值与测 杆长L1、回转中心5至传感器触头7中心的距离L3以及传感器系数有关，关系式为H = L1/ L3*C*AData。从公式可以看出，在这种方案中对于安装精度也提出较高要求，否则L1和L3 的误差值会极大的影响测量精度。同时，传统测量对测量工件的长度和测量工件的高度都有一定的限制，要保证其 传感器接头块8下沿不会碰触工件上沿。现有传感器结构中，由于测头1中心比传感器接 头块8高，当测量工件较高较长时，传感器随导轨移动时，传感器接头块8下边沿可能会与 工最高面发生干涉，影响工件测量。
发明内容
本发明目的是提供一种任意三角形传感器及其校验方法，以克服现有轮廓仪传感 器安装困难、结构不合理的技术问题。本发明的技术方案为一种任意三角形传感器，包括传感器接头块、安装在传感器接头块上的传感器、通 过回转中心铰接在传感器接头块上的转接头、设置在转接头一端的测杆、设置在测杆远离 转接头的一端的测针；所述转接头的另一端与传感器触头相接触；其特殊之处是所述回 转中心和传感器触头中心的连线与测杆平行且位于测杆的上方。上述传感器接头块下底面与水平面平行且位于测杆的上方。上述测杆为多个长度不等的可更换测杆。一种任意三角形传感器的校验方法，其特殊之处是，其包含如下步骤1)安装传感器安装传感器时，先将测杆平行于工作台面，调整传感器触头中心， 直至传感器读数在中值位置，则此位置时传感器触头中心与回转中心在同一直线；2)准备至少四种不同高度的块规，并紧贴在工作台面上，其高度理论值为一组数
值H理；3)用传感器分别测量这一组块规的高度值，测量值即为传感器触头的一组变化量 Δ Data，将测杆长L1、回转中心至测头中心的垂直距离L2、回转中心至传感器触头中心的L3 以及传感器系数C代入公式
H = WC* hDatalL, — L2-(AData* C)2) / Li，即可得出测头中心对应的一组变化量H ；4)比较测头中心变化量H与规高度的理论值Ha，根据步骤3)的公式，利用优化计 算方法反复迭代，使得H无限逼近Ha ；从而得出Lp L2, L3及C的一组标定值；5)将标定出的参数值代入程序重新测量，验证测量的准确性，消除安装误差；如 果准确性较差，则重复步骤3)和步骤4)重新标定各个参数。上述块规的高度值为七至九种。本发明的技术效果为1、本发明降低了传感的安装调试要求，操作更加简便。不再需要三点一线的安装 需要，只需要在安装时使传感器触头中心与回转中心所在直线平行于测杆且位于测杆上 方，在此条件下只要求测杆平行于工作台面即可工作。2、本发明增加了测量工件的尺寸范围。本发明将传感器接头块的下底面与水平面 平行且位于测杆的上方，使传感器接头块的下底面高出测头中心所在平面很多，可保证在 测量过程中无论是传感器移动还是工件移动，接头块均不会与工件相碰撞，避免发生干涉， 从而增加了测量的长度范围。3、本发明配制了各种测杆长度，只需装卸测杆3，就可达到改变测杆长度进而改变 测量量程的目的，同时降低了测量力，消除了对工件测量时的划伤。4、本发明通过调整回转中心、传感器触头中心和测头中心的位置关系，降低安装 要求的同时提高了测量精度和仪器的重复性。
图1为现有传感器结构示意图。图2为本发明结构示意图。附图标记如下1_测头，2-测针，3-测杆，4-转接头，5-回转中心，6-传感器，7-传 感器触头，8-传感器接头块。
具体实施例方式参见图1及图2，本发明所涉及的一种任意三角形传感器，包括传感器接头块8、安 装在传感器接头块8上的传感器6、通过回转中心5铰接在传感器接头块8上的转接头4、 设置在转接头4 一端的测杆3、设置在测杆3远离转接头4的一端的测针2 ；转接头4的另 一端与传感器触头7相接触；回转中心5和传感器触头7中心的连线与测杆3平行且位于 测杆3的上方。为避免接头块不会与被测物体相碰撞，最好将传感器接头块8下底面与水 平面平行且位于测杆3的上方。为了改变测量量程从而实现对各种工件量程的测量，测杆 3为多个长度不等的可更换测杆。本发明所涉及的一种任意三角形传感器的校验方法，包含如下步骤1)安装传感器安装传感器时，先将测杆3平行于工作台面，调整传感器触头7中 心，直至传感器读数在中值位置，则此位置时传感器触头7中心与回转中心5在同一直线； 2)准备七至九种不同高度的块规，并按高度值从大到小紧贴在工作台面上，其高 度理论值为一组数值Ha;
3)用传感器分别测量这一组块规的高度值，测量值即为传感器触头7的一组变化 量Δ Data，将测杆长L1、回转中心至测头中心的垂直距离L2、回转中心至传感器触头7中心 的L3以及传感器系数C代入公式
权利要求
1.一种任意三角形传感器，包括传感器接头块(8)、安装在传感器接头块(8)上的传感 器(6)、通过回转中心(5)铰接在传感器接头块(8)上的转接头(4)、设置在转接头(4) 一 端的测杆(3)、设置在测杆(3)远离转接头(4)的一端的测针(2)；所述转接头(4)的另一 端与传感器触头(7)相接触；其特征在于所述回转中心(5)和传感器触头(7)中心的连线 与测杆(3)平行且位于测杆(3)的上方。
2.根据权利要求1所述的任意三角形传感器，其特征在于所述传感器接头块(8)下 底面与水平面平行且位于测杆(3)的上方。
3.根据权利要求1或2所述的任意三角形传感器，其特征在于所述测杆(3)为多个 长度不等的可更换测杆。
4.一种如权利要求1所述任意三角形传感器的校验方法，其特征在于，其包含如下步骤1)安装传感器安装传感器时，先将测杆(3)平行于工作台面，调整传感器触头(7)中 心，直至传感器读数在中值位置，则此位置时传感器触头(7)中心与回转中心(5)在同一直 线.一入 ，2)准备至少四种不同高度的块规，并紧贴在工作台面上，其高度理论值为一组数值H理；3)用传感器分别测量这一组块规的高度值，测量值即为传感器触头(7)的一组变化量 Δ Data，将测杆长L1、回转中心至测头中心的垂直距离L2、回转中心至传感器触头(7)中心 的L3以及传感器系数C代入公式H = L2 -Z1 *C* ADataZL3 -L2*^L32 -(AData*C)2)/L3,即可得出测头(1)中心对应的一组变化量H;4)比较测头(1)中心变化量H与规高度的理论值Ha，根据步骤3)的公式，利用优化计 算方法反复迭代，使得H无限逼近Ha ；从而得出Lp L2, L3及C的一组标定值；5)将标定出的参数值代入程序重新测量，验证测量的准确性，消除安装误差；如果准 确性较差，则重复步骤3)和步骤4)重新标定各个参数。
5.根据权利要求(4)所述的任意三角形传感器的校验方法，其特征在于所述块规的 高度值为七至九种。
全文摘要
本发明涉及一种任意三角形传感器及其校验方法，包括传感器接头块、安装在传感器接头块上的传感器、通过回转中心铰接在传感器接头块上的转接头、设置在转接头一端的测杆、设置在测杆远离转接头的一端的测针；转接头的另一端与传感器触头相接触；回转中心和传感器触头中心的连线与测杆平行且位于测杆的上方。通过安装传感器、计算测头中心对应的一组变化量H、得出一组标定值、将标定出的参数值代入程序重新测量，验证测量的准确性，消除安装误差。降低了传感的安装调试要求，操作更加简便。
文档编号G01B21/20GK102102985SQ20091021956
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者戴桂秋 申请人:西安威而信精密仪器有限公司