一種直線位移通用校準(zhǔn)裝置的設(shè)計與實
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3 詳細設(shè)計
3．1 測量基準(zhǔn)的選擇
設(shè)計采用直線光柵尺作為測量基準(zhǔn)，直線光柵尺測量軸向直線位置時，不存在任何附加的機械傳動元件，排除了滾珠絲杠受熱造成的位置誤差、重復(fù)性性誤差和螺距造成的系統(tǒng)誤差，具有很高的測量準(zhǔn)確度，測量重復(fù)性好、速度快，安裝方便，能在環(huán)境較為惡劣的條件下工作。
直線光柵尺選用KA-300型，它是一種封閉式玻璃光掃描的光柵尺。其特點是所有部件封閉在一個鋁外殼內(nèi)，掃描單元導(dǎo)軌不受灰塵、雜質(zhì)的污染和損害；掃描單元沿標(biāo)尺移動的摩擦很小；光掃描方式靈敏度高、抗干擾能力強；采用增量式循環(huán)碼計數(shù)方式，易于數(shù)據(jù)處理。
其技術(shù)指標(biāo)如下：
1)測量長度：0～800 mm；
2)測量誤差：±(3～10)μm；
3)測量重復(fù)性：±1個計數(shù)脈沖；
4)分辨力：0．5，1，5個末位字；
5)輸出信號：TTL電平。
3．2 測量耦合方式
雖然直線光柵尺測量直線位移的特點及優(yōu)勢明顯，但是在測量過程中，一個需要重點解決的問題是如何將直線光柵尺上的量值傳遞到被測件上。使用科學(xué)的方法，可靠的方式，將光柵尺與被測件進行可靠的聯(lián)接，是解決問題的關(guān)鍵。
直線光柵尺依靠掃描單元的直線移動實現(xiàn)對長度的測量，而掃描單元安裝在測量平臺上，必須設(shè)計一種耦合方式，通過這種方式將被測件與掃描單元進行耦合聯(lián)接，實現(xiàn)測量，使直線光柵尺上的量值傳遞到被測件上去。
常用的方法是緊固聯(lián)接方式，這種方式聯(lián)接緊密、測量誤差小，是一種常用的方式，但是對聯(lián)接的要求高、操作復(fù)雜，安裝的平行度對測量結(jié)果和直線光柵尺的安全影響較大，不易實現(xiàn)現(xiàn)場、快速測試。因此，設(shè)計了切線接觸式動態(tài)耦合方式，如圖3所示。該方式是在直線光柵尺的測量平臺上沿移動方向垂直安裝一個圓柱形的耦合器，用圓柱的軸向切線與被測件的基準(zhǔn)端面進行動態(tài)接觸式聯(lián)接。當(dāng)被測件的端面移動到位時，推動測量平臺與圓柱耦合器，使軸向切線與被測件基準(zhǔn)端面相接觸，并讀直線光柵尺的直線位移測量讀數(shù)。
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