[发明专利]一种高低温环境下角度校准装置及方法

说明书

本发明公开了一种高低温环境下角度测量装置，包括：高低温环境箱、隔温环、被测轴、标准角度编码器、笔记本电脑、隔振台、固定环、固定支架、固定平台、微调平台、圆弧、肋架、第一螺栓、第二螺栓、滚珠轴承、滚珠轴承内壁、滚珠和滚珠轴承外壁，所述的滚珠轴承内壁与被测轴相固定配合，被测轴转动时，将滑动摩擦转化为滚珠轴承中滚珠与滚珠轴承内壁和滚珠轴承外壁的滚动摩擦，减少摩擦力带来的额外扭矩，所述滚珠轴承为耐高温轴承，隔绝高低温环境箱内部与外部环境温度对流带来的影响，本发明解决了地面高低温测试环境中难以对编码器进行角度校准的问题。

技术领域

本发明涉及角度测量领域，特别涉及一种高低温环境下角度校准装置及方法。

背景技术

随着我国在进行空间站建造、探月工程以及火星探测等重大航天工程领域的研制实施过程中，由于太空中环境温度多变，高温时可达100℃，低温时可达 -100℃，因此有大量精密、复杂的机构和组件需要在地面模拟空间真空、高低温等极端环境，进行机构装配精度、传动效率、振动、力和力矩、刚度以及电性能参数等多项性能测试和可靠性考核，以此来对测量装置进行校准测试，防止在发射进入太空应用时，产生故障，对经济造成不可挽回的损失，由于角度编码器的环境抗干扰性较好，其在高低温环境下测量角度的应用越来越广泛。

目前，国内对角度编码器的检定主要是依据JJF 1115-2004《光电轴角编码器校准规范》，使用自准直仪对编码器进行校准，校准时，被校准编码器与自准直仪应有足够的平衡温度时间，通常应不少于2h。被校准编码器应在接通电源 10min后开始校准，并且校准时的温度应为20±2℃，温度变化≤5℃。

综上所述，目前我国现有的角度校准装置中只能对常温环境下的编码器进行校准，没有能够在地面模拟太空高低温的环境中，对编码器进行角度校准的装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高低温环境下角度校准装置及方法。

本发明采用的技术方案是：一种高低温环境下角度校准装置，包括：高低温环境箱、隔温环、被测轴、标准角度编码器、笔记本电脑、隔振台、固定环、固定支架、固定平台、微调平台、圆弧、肋架、第一螺栓、第二螺栓、滚珠轴承、滚珠轴承内壁、滚珠、滚珠轴承外壁、被测传感器和电机，所述的高低温环境箱与隔振台放置在同一水平面上，所述的隔振台左端与高低温环境箱相贴合，所述的高低温环境箱右侧通过螺栓固定有隔温环，所述的隔温环能够最大限度的将高低温环境箱与外部环境相隔绝，降低高低温环境箱内外温度交换，所述的隔温环中间开有圆孔，所述的隔温环中间安装有滚珠轴承，被测轴通过滚珠轴承穿入高低温环境箱中，所述的被测轴的左侧与被测角度编码器相连接，所述的被测角度编码器左侧与电机相连接，所述的被测轴右侧与标准角度编码器相连接，所述的标准角度编码器下部安装有固定支架，所述的固定支架上端开有圆弧，所述的圆弧大小与标准角度编码器的外径相配合，所述的标准角度编码器的下部前后均安装有固定环，所述的固定环通过螺栓固定在固定支架上，所述的固定支架通过肋架底部的第一螺栓固定在固定平台上，所述的固定平台通过螺栓固定在微调平台上面，所述的微调平台能够调节固定平台的高度，所述的固定支架上开有肋架，所述的固定支架四边角均作圆弧处理，所述的微调平台通过第二螺栓固定在隔振台的上面。

进一步的方案，所述的滚珠轴承内壁与被测轴相固定配合，被测轴转动时，将滑动摩擦转化为滚珠轴承中滚珠与滚珠轴承内壁和滚珠轴承外壁的滚动摩擦，减少摩擦力带来的额外扭矩，所述的滚珠轴承为耐高温轴承，隔绝高低温环境箱内部与外部环境温度对流带来的影响，防止对高低温环境箱内局部温度带来影响。

一种高低温环境下角度校准方法，使用上述的装置，被测角度编码器安装在高低温环境箱中，标准角度编码器安装在高低温环境箱外部常温环境中，为了对被测角度编码器进行校准，本方法采用通过由电机带动被测角度编码器转动，被测轴将被测角度编码器的角度位移θ_被测从高低温环境箱传递到外部常温环境中，然后通过连接在被测轴上的标准角度编码器测出此时的角度位移θ_标准。具体方法如下：