[发明专利]一种测量磁致伸缩执行器输出位移的装置

说明书

技术领域

一种测量磁致伸缩执行器输出位移的装置属于磁致伸缩执行器位移测量领域，特别涉及一种以高速激光位移传感器为位移测量元件、以激光位置调整装置实现测量位置调整的测量磁致伸缩执行器输出位移的装置。

背景技术

磁致伸缩材料是继稀土永磁、稀土发光、稀土高温超导材料之后兴起的又一种新型稀土功能材料。磁致伸缩效应是磁致伸缩材料具有重要的物理效应之一。磁致伸缩效应是指铁磁材料和亚铁磁材料由于磁化状态的改变，其长度和体积都要发生微小变化的现象。利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应可以制作执行器，即磁致伸缩执行器，用于实现驱动过程。由于用磁致伸缩执行器具有输出位移范围大、漂移小、结构简单、易于驱动、工作频率范围宽等优点，磁致伸缩执行器在声纳系统中得到了广泛的应用，在精密加工、超精密加工、流体机械等工程领域显示出了良好的应用前景。

在磁致伸缩执行器被应用于工程领域前，需要明确磁致伸缩执行器的实际输出位移范围。目前，磁致伸缩材料的最大磁致伸缩系数约为1000×10^-6，用该类磁致伸缩材料制作的磁致伸缩执行器的实际输出位移为微米级范围内。因此，需要采用高精度的方法才能准确有效地测量磁致伸缩执行器的输出位移。

目前，磁致伸缩执行器位移的测量方法主要有在磁致伸缩材料上贴应变片的电桥测量法、在磁致伸缩执行器位移输出端安装电感测微仪的方法，这些测量方法的测量精度较低，尚未能够满足对磁致伸缩执行器所输出的微米级位移的高精度测量要求，且上述测量方式均属于接触式测量，测量元件对磁致伸缩执行器的工作过程具有一定的影响。目前，尚未有关磁致伸缩执行器输出位移的非接触精密测量的报道。

发明内容

本发明提供一种测量磁致伸缩执行器输出位移的装置，其目的是针对现有测量磁致伸缩执行器输出位移的技术不足的问题，本发明设计一种以高速激光位移传感器为位移测量元件、以激光位置调整装置调节激光点与磁致伸缩执行器输出端之间相对位置，通过隔振台避免磁致伸缩执行器工作过程中的振动以及外界环境中的振动对测量精度的影响，以达到对磁致伸缩执行器输出位移的非接触精密测量的目的。

技术方案：

一种测量磁致伸缩执行器输出位移的装置，其特征在于：激光位置调整装置、高速激光位移传感器、电源、数显仪和磁致伸缩执行器；高速激光位移传感器设置在激光位置调整装置上，磁致伸缩执行器设置在高速激光位移传感器下方，高速激光位移传感器与电源及数显仪连接。

激光位置调整装置、高速激光位移传感器、电源、数显仪和磁致伸缩执行器设置在隔振台上。

激光位置调整装置由底座、纵向滑轨、纵向滑块、横向滑轨、横向滑块和传感器安装座组成；纵向滑轨安装在底座上，纵向滑块与纵向滑轨活动连接，纵向滑块为能在纵向滑轨上上下移动的结构，横向滑轨与纵向滑块垂直连接，横向滑块活动的安装在横向滑轨上，横向滑块为能在横向滑轨上移动的结构，传感器安装座安装在横向滑块上，高速激光位移传感器安装在传感器安装座上。

底座上带有长圆孔，长圆孔为通孔；纵向滑轨上带有燕尾型内宽口窄的凹槽，燕尾型凹槽关于纵向滑轨的长中心线对称；纵向滑块上带有与纵向滑轨上的凹槽配合使用的前宽后窄的燕尾形凸台，燕尾型凸台关于纵向滑块的长中心线对称；纵向滑块的燕尾形凸台能上下移动的安装在纵向滑轨上的凹槽内；

横向滑轨上带有口窄内宽的燕尾型凹槽，燕尾型凹槽关于横向滑轨的长中心线对称；横向滑块上带有与横向滑轨的凹槽相配合的燕尾型凸台，燕尾型凸台关于横向滑块的长中心线对称；横向滑块上的燕尾型凸台能横向移动的安装在横向滑轨的凹槽内。

激光位置调整装置为整体呈“Z”形的结构，纵向滑轨与底座垂直，横向滑轨与纵向滑块垂直。

纵向滑块和纵向滑轨间通过安装在纵向滑块的螺纹通孔中的紧定螺钉实现临时固定；横向滑块和横向滑轨间通过安装在横向滑块的螺纹通孔中的紧定螺钉来临时固定。

电源的正负输出端分别与高速激光位移传感器的供电正负输入端连接，高速激光位移传感器的位移信号输出线与数显仪的信号接收线连接。

隔振台具体为精密隔振光学平台；激光位置调整装置通过穿过底座上长圆孔的螺栓来临时固定在隔振台上。

优点及效果