[发明专利]一种激光位移传感器温度自适应补偿方法有效

专利信息
申请号: 201910724152.9 申请日: 2019-08-07
公开(公告)号: CN110470227B 公开(公告)日: 2020-08-25
发明(设计)人: 赵辉;陶卫;吕娜;南卓江;崔斌;李智;刘凯媚;冯宇;孙昊 申请(专利权)人: 上海交通大学
主分类号: G01B11/02 分类号: G01B11/02
代理公司: 上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31317 代理人: 徐红银
地址: 200240 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 激光 位移 传感器 温度 自适应 补偿 方法
【权利要求书】:

1.一种激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,包括:

在激光位移传感器与标准测试目标两者的不同距离条件下分别测试不同温度下激光位移传感器的输出绝对位移值;

通过多项式拟合获得不同距离条件下所述激光位移传感器的位移-温度变化曲线的温度特性参数值;

对不同距离的所述温度特性参数值进行多项式拟合,得到不同距离条件下所述激光位移传感器的温度特性参数的计算系数;

在测量过程中,根据绝对位移值计算与之对应的温度特性参数,得到位移的温度补偿值,以所述温度补偿值对实际测量得到的位移值进行补偿,其中所述绝对位移值即激光位移传感器与标准测试目标的距离值。

2.根据权利要求1所述的激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1,将激光位移传感器与标准测试目标置于一个工作台之上,一同放入高低温试验箱之中;

S2,将所述标准测试目标置于量程的近端处并固定不动,不断改变高低温试验箱的温度,同步记录所述激光位移传感器的输出绝对位移值和所述激光位移传感器内部的温度值,进而得到位移-温度变化曲线;

S3,改变所述标准测试目标的位置,重复S2,得到不同距离下所述激光位移传感器的位移-温度变化曲线;

S4,针对S3每一种距离下的位移-温度变化曲线进行多项式拟合,得到不同距离下所述激光位移传感器的温度特性参数;

S5,分别对S4不同距离下的温度特性参数进行多项式拟合,得到所述激光位移传感器的每个温度特性参数在不同距离下的计算系数;

S6,在所述激光位移传感器实际测量过程中,根据得到的绝对位移值和S5得到的计算系数,计算得到在此距离下所述激光位移传感器的温度特性参数;

S7,利用S6得到的所述激光位移传感器的温度特性参数和S4得到的拟合多项式,根据当前激光位移传感器内部温度值T与设定的理想温度值T0之差,计算得到温度补偿值;

S8,根据S7得到的温度补偿值对实际测量得到的位移值进行补偿,将实际测量得到的位移值减去温度补偿值,即实现激光位移传感器的温度补偿与修正。

3.根据权利要求2所述的激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,所述的激光位移传感器内部温度值,通过激光位移传感器内部的测量电路上的某个独立的温度传感器芯片实现测量。

4.根据权利要求2所述的激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,所述的激光位移传感器内部温度值,通过激光位移传感器内部的测量电路上控制器的内置温度传感器来获得。

5.根据权利要求4所述的激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,所述激光位移传感器内部温度值,采用控制器的内置温度传感器来获得,其中:

利用获得的一系列温度值进行预测分析,获得一个温度修正量,采用所述温度修正量对温度值进行修正并得到修正后的温度值;

根据所述修正后的温度值进行前述的S2-S8温度补偿处理过程,从而克服控制器内置温度传感器与实际传感器内部温度的滞后现象。

6.根据权利要求2-5任一项所述的激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,所述激光位移传感器与所述标准测试目标均固定在工作台之上,所述标准测试目标与所述工作台采用热稳定性好的材料制作。

7.根据权利要求2-5任一项所述的激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,所述不断改变高低温试验箱的温度,其中:从室温起,逐步提升所述高低温试验箱的温度至所述激光位移传感器的最高工作温度,然后再持续降温至所述激光位移传感器的最低工作温度。

8.根据权利要求2-5任一项所述的激光位移传感器温度自适应补偿方法,其特征在于,改变所述标准测试目标的位置,其中:测试的位置数不少于3个位置。

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