[发明专利]小深孔内径测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种物体上小孔内径的测量系统，尤其涉及一种物体上较小孔径的深孔内径的测量系统。

背景技术

近年来，精密测量技术发展迅速，成果喜人。目前常用的精密测量有气动测量、激光测量和电容测量方法等。其中，气动测量的原理是比较测量法，其测量方法是将长度信号转化为气流信号，通过有刻度的玻璃管内的浮标示值，称为浮标式气动测量仪；或通过气电转换器将气信号转换为电信号由发光管组成的光柱示值，称为电子柱式气动测量仪。气动量仪是一种可多台拼装的量仪，它与不同的气动测头搭配，可以实现多种参数的测量。气动量仪由于其本身具备很多优点，所以在机械制造行业得到了广泛的应用。对于气动式测量小孔，其只能综合的反映小孔对气体流经过它时的影响，属于孔截面测量，而不能测得任意截面的尺寸和形状误差，而且这种方法只适用于通孔。

在高精度加工和质量管理过程中，随着光机电一体化、系统化的发展，光学测量技术有了迅速发展，相应的测量机产品大量涌现，测量软件的开发也日益受到重视。激光技术用于检测工作主要是利用激光的优异特性，将它作为光源，配以相应的光电元件来实现的。它具有精度高、测量范围大、检测时间短、非接触式等优点，常用于测量长度、位移、速度、振动等参数。但激光测量很难将测量装置设计得小到1至2毫米。

随着科学技术和工业的飞速发展，对精密测量仪器的分辨力、精度和稳定性要求也越来越高。目前对于直径小的深孔测量一直是测量技术上的一个难点问题。由于孔径很小，若再是盲孔，使得许多高精度的测量方法都无法实现测量，激光和气动测量方法都无法完成。

电容测微是一种非接触式精确测量。主要用于测量微小相对位移、微振动和微小尺寸。具有温度稳定性好、测量范围大、测量精度高、动态响应好等优点，目前，电容测微仪广泛应用于航天、航空、汽车、机床、光学器件加工及其它工业测控领域，主要用来测量各种介质的薄膜厚度、金属微变、微小相对位移、微小孔径及各种截面的形状误差等。迄今为止，还未见有将电容测量技术应用于小深孔内径测量的报道。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种小深孔内径测量仪，可以实现对于孔径较小(如孔径为1-7mm)的深孔或盲孔的的精密测量。

为了解决上述技术问题，本发明小深孔内径测量仪予以实现的技术方案是，该小深孔内径测量仪，包括电容传感器、测量电路、数字表头显示器和控制单元，所述电容传感器为探针式圆柱形电容传感器，所述探针式圆柱形传感器包括测量臂、柄部、绝缘层缆、电缆插头，所述柄部的前端设有与所述绝缘层连接的测量臂，所述测量臂的前端套有环状有效测量电极和两个等位环，所述两个等位环在轴向上平行地分布在所述环状有效测量电极的两侧，所述每个等位环的两侧均设有绝缘层，所述等位环的轴向尺寸略小于或等于所述环状有效测量电极的轴向尺寸；所述环状有效测量电极与所述绝缘层缆的芯线相连，所述两个等位环与所述绝缘层缆的内屏蔽层相连并共接传感器地；所述探针式圆柱传感器通过电缆插头与所述测量电路相连；所述测量电路包括调谐振荡器、运算放大器、整流滤波器和信号采集器以及一个固定电容和一条接地线；所述环状有效测量电极经引线电缆与所述运算放大器的虚地电连接，所述绝缘层缆的屏蔽层与所述等位环相连且共接所述电容传感器地；所述控制单元通过USB接口与所述测量电路联接，所述控制单元包括采样模块、标定模块、数据分析模块、测量模块和显示模块；其中，所述采集模块通过USB接口获取所述电容传感器的测量数据；所述标定模块使用环规对于截距和斜率进行标定；所述测量模块用于对实际被测件进行测量；所述分析模块负责接收测量的数据，并对每一截面分别计算出其实际的半径，并对整个被测件的内孔，从一端到另外一端的变化情况进行计算；所述显示模块控制所述数字表头显示器联接，所述显示模块负责在数字表头显示器显示测量结果，并对被测件的截面半径变化情况进行显示。

本发明小深孔内径测量仪，其中，所述测量臂的外径为0.9mm。所述柄部包括空心柄杆和设置在空心柄杆两端的锁母，所述空心柄杆内设有用于连接电缆插头的插座，所述插座通过紧定螺钉固定在所述空心柄杆内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：