[实用新型]大量程亚微米级高精度气电转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种转换器 ，尤其涉及一种大量程亚微米级高精度气电转换器。

背景技术

气电转换器可进行诸如内径、外径、锥度、平行度等多种尺寸公差及形位公差的测量，被广泛应用于汽车零部件，家用空调/冰箱压缩机，轴承及航空航天等高精密零件测量。已有的气电转换器精度相对较低，测量范围在±20um时，精度为0.8um；测量范围在±40um时，精度在1.6um。并且在进行多品种，高精度测量时，需频繁调整测量线性段倍率，给现场使用和调整带来较大不便，也影响了测量设备自身的柔性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种大量程亚微米级高精度的气电转换器，该气电转换器能提高测量室气体的稳定性，保证了压电传感器测量值的高精度和稳定性。

按照本实用新型提供的技术方案，大量程亚微米级高精度气电转换器包括双稳气压测量室、精密信号调理部及PC机；精密信号调理部由压电传感器，精密可调双稳压基准电源，高增益放大器，调零器，有源滤波器，模拟输出接口，A/D转换器，单片机，232串行接口组成；所述压缩空气进入气体稳压过滤器，所述气体稳压过滤器输出端连接双稳气压测量室的输入端，所述压缩空气进入双稳气压测量室进行气压比较测量，所述双稳气压测量室的输出端连接到压电传感器的输入端，所述精密可调双稳压基准电源的一路电源输出端连接到压电传感器的电源输入端，所述精密可调双稳压基准电源的另一路电源输出端连接到调零器的电源输入端，所述压电传感器的检测信号输出端连接到高增益放大器的输入端，所述高增益放大器的输出端连接到调零器的信号输入端，所述调零器的输出端连接到有源滤波器的输入端，所述有源滤波器的一路模拟信号输出端连接到模拟输出接口的输入端，所述有源滤波器的另一路模拟信号输出端连接到A/D转换器输入端，所述A/D转换器的输出端连接到单片机的数字信号输入端，所述单片机的串行信号输入/输出端连接到232串行接口的串行信号输出/输入端；所述232串行接口与PC机相连，PC机通过232串行接口与单片机进行快速实时通讯，能实时地获取单片机获得的气电转换器的测量值。

作为本实用新型的进一步改进，所述双稳气压测量室由进气接口、总节流器、第一稳压腔、倍率调整阀、节流孔、第二稳压腔、调零阀、出气接口及基体组成。基体上部设有进气接口，进气接口后端设有总节流器，总节流器下端设有第一稳压腔，总节流器后端设有倍率调整阀，倍率调整阀后端设有节流口，节流口后端设有第二稳压腔，第二稳压腔后端设有节流口，基体下部设有出气接口，出气接口后端设有调零阀。

所述的大量程亚微米级高精度气电转换器，模拟输出接口输出与被测工件尺寸对应的直流电压信号，范围为-5VDC~+5VDC。

所述精密可调双稳压基准电源由LM317线性稳压器和两个TL431精密可调基准电源组成。所述LM317线性稳压器3脚分别与第一电容的一端及第一电阻的一端相连；所述第一电容的另一端分别依次与第一TL431可调基准电源3脚、第三电阻的一端、第二电容的一端、第二TL431可调基准电源3脚及第三电容的一端相连；所述第一TL431可调基准电源1脚分别与LM317线性稳压器1脚及第一电阻的另一端相连；所述LM317线性稳压器2脚分别依次与第二电阻的一端、第二电容的另一端、第四电阻的一端及电源VO1相连；所述第一TL431可调基准电源2脚分别与第二电阻的另一端及第三电阻的另一端相连；第三电阻并接地；所述第二TL431可调基准电源1脚分别与第四电阻的另一端及电源VO2相连；所述第二TL431可调基准电源2脚分别与第四电阻的另一端及电源VO2相连；第三电容的另一端分别与第二TL431可调基准电源2脚、第二TL431可调基准电源1脚、第四电阻的另一端及电源VO2相连。

本实用新型与己有技术相比具有以下优点：

本实用新型是将目前常用的气电转换器的气压比较测量部分及信号调理部分优化，使气电转换器的转换精度，工作稳定度得到有效提高，测量范围在±20um时，精度为±0.2um；测量范围在±40um时，精度为±0.4um，比现有产品精度提高了一倍。双稳气压测量室可提高测量室气体的稳定性，保证了压电传感器测量值的高精度和稳定性。高精度可调双稳压基准电源作为压电传感器和调零器的工作电源，有效的减小了压电传感器的输出信号的噪声干扰。有源滤波器进一步滤除混杂在信号上的有害干扰噪声。24位A/D转换器有效提高了转换器的转换精度。在测量范围精度高；测量范围在±40um时，从而适合了多品种、高精密柔性生产线的现场测量需求。