测量头的制作方法

本发明涉及一种测量头。具体而言，本发明涉及一种测量头，所述测量头配置成确定探针(例如通过与物体相互作用而移动的探针)和固定的支撑框架之间的相对位移。

背景技术：

1、众所周知，测量头是测量粗糙度、不平衡度的仪器，更通俗地说，测量头是用一个与物体接触的移动探针来测量物体的位移的仪器。

2、接触式探针通常连接到相对于固定的框架的摆臂上。因此，可以通过传感器来确定接触探针相对于物体干涉的位移。

3、通常采用的传感器介质基本上是电感位移传感器，也称为lvdt。

4、这些传感器主要包括管，所述管由三个具有平行轴的绕组组成，并围绕平行于轴移动的铁磁圆柱形芯。此外，圆柱形芯通常具有高磁导率的特点。

5、具体而言，中心的绕组称为初级绕组，并连接到交流电压发生器，而其他两个绕组称为次级绕组，允许在次级绕组的末端部测量输出电压，以获得与铁芯位移相关的变量。

6、因此，电信号基本上与芯的线性位移成比例，因此，可以将信息传输到外部的处理器，并将成比例的信号转换回发现的位移值。

7、所描述的现有技术存在一些主要缺点。

8、特别是，lvdt传感器很昂贵，因此在经济上是不利的。

9、此外，无论lvdt传感器多么敏感，lvdt传感器通常具有其自身的范围，并且包含主要限制可用行程的机械障碍。

技术实现思路

1、在这种情况下，本发明的技术任务是设计一种能够基本上消除至少一些上述缺点的测量头。

2、在这个技术任务中，本发明的一个重要目的是获得一种测量头，其制造简单且廉价。

3、本发明的另一个重要目的是实现一种测量头，所述测量头不受机械限制或障碍的影响，并且允许更长的行程，即能够对位移进行更长的估计。

4、此外，本发明的另一个任务是实现具有上述优点的机械尺寸减小的测量头。

5、最后，本发明的另一个目的是实现一种允许测量线性化的测量头。

6、技术任务和特定目的通过如本申请所述的测量头来实现。

7、本申请中强调了优选的技术方案。

技术特征：

1.一种测量头(1)，其包括:

2.根据权利要求1所述的测量头(1)，其中，所述发射器(5)限定至少第一发射区(5a)和第二发射区(5b)，所述第一发射区和第二发射区平行于或沿着横向于所述轨迹(3a)的主方向(5c)相互分离地分布，并且配置成发射频率和幅度相等、相位相反的正弦的电源信号，所述接收器(6)配置成在经过一个或多个发射区(5a、5b)时以电容方式接收源信号，从而限定与其相对于所述发射区(5a、5b)的位置成比例的合成信号，并且所述计算机(7)配置成确定与所述合成信号成比例的所述接收器(6)的所述位置参数。

3.根据权利要求2所述的测量头(1)，其中，所述发射器(5)包括至少一个平坦的支撑件(50)和正弦信号的电发生器(51)；所述支撑件(50)平行于所述轨迹(3a)延伸，并且包括限定所述第一发射区(5a)的第一电枢(50a)和限定所述第二发射区(5b)的第二电枢(50b)，所述第一电枢(50a)和第二电枢(50b)在所述支撑件(50)上延伸；所述电发生器(51)可操作地连接到每个电枢(50a、50b)且配置为向电枢(50a、50b)馈送所述源信号。

4.根据权利要求3所述的测量头(1)，其中，所述接收器(6)包括平行于所述电枢(50a、50b)延伸的第三电枢(60)。

5.根据权利要求4所述的测量头(1)，其包括两个彼此镜像面对的所述支撑件(50)，并且所述接收器(6)包括在相对侧的两个所述第三电枢(60)，并且每个第三电枢(60)面向相应的所述支撑件(50)。

6.根据权利要求3或4所述的测量头(1)，其中，所述第一电枢(50a)和所述第二电枢(50b)之间的距离小于由所述第三电枢(60)沿所述主方向(5c)限定的延伸范围。

7.根据前述权利要求任一项所述的测量头(1)，其中，所述预定参考位置值限定在发射区(5a、5b)之间的位置处，在所述位置处，所述接收器(6)限定基本为零的合成信号。

8.根据前述权利要求任一项所述的测量头(1)，其中，所述接收器(6)可移除地与所述第二端部(31)结合。

9.根据前述权利要求任一项所述的测量头(1)，其中，接触式的探针(32)可移除地约束到所述第一端部(30)，并且配置为以受控的方式相对于所述第一端部(30)沿着横向于所述轨迹(3a)的定位轴(32a)平移。

10.根据前述权利要求任一项所述的测量头(1)，其中，所述第二端部(31)和所述旋转轴(4a)之间的距离以及所述第一端部(30)和所述旋转轴(4a)之间的距离分别限定一比率，所述比率在0.76和0.86之间。

技术总结
提供了一种测量头，包括支撑的框架、臂和约束装置，所述臂至少在第一端部和第二端部之间沿着轨迹延伸并包括至少一个布置在所述第一端部并适于与外部的物体接触的探针，约束装置配置为松散地将所述框架与所述臂结合，使得所述臂可相对于所述框架围绕横向于所述轨迹的旋转轴旋转，所述旋转与由所述探针和所述物体的相互作用所限定的位移成比例；以及测量头包括差动电容传感器，其包括与所述框架一体成形并设置在所述第二端部附近的发射器、与所述第二端部一体成形的接收器和可操作地连接到接收器的计算机，所述计算机配置成根据预定参考位置值确定接收器相对于发射器的位置参数，从而确定探针的位移。

技术研发人员：G·特里恩菲蒂,A·圭多蒂
受保护的技术使用者：平衡系统有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10