[发明专利]一种激光位移传感器热误差测量系统及热误差测量方法

说明书

本发明涉及一种激光位移传感器热误差测量系统及热误差测量方法，热误差测量系统包括恒温箱，恒温箱内设置有用于相应激光位移传感器安装的传感器安装座，恒温箱内设置有工作台面，激光位移传感器热误差测量系统还包括多个等厚的用于彼此在厚度方向上接触叠放于所述工作台面上且能够单独移开的标准块，标准块的厚度方向两个侧面平行设置，标准块的其中一个厚度方向侧面用于被激光位移传感器所发出的测量激光垂直照射。本发明提供了一种在设定温度下，能够对激光位移传感器量程范围内的热误差进行测量的激光位移传感器热误差测量系统及使用该激光位移传感器热误差测量系统的热误差测量方法。

技术领域

本发明涉及激光位移传感器热误差测量技术领域，尤其涉及一种激光位移传感器热误差测量系统及热误差测量方法。

背景技术

激光位移传感器是一种常见的位移测量装置，其具有量程大、测量精度高、抗干扰性强等优势，适用于各种工业现场的大范围、高精度位移测量需求。

激光位移传感器往往应用在环境较为恶劣的工业现场，在该环境下，激光位移传感器的输出特性会发生偏移，进而导致激光位移传感器在不同温度场分布下，表现出不同的输出特性，即存在热误差。对于具有精度要求的传感器设备，精度要求越高，热误差占得比重越大，因此如何减小热误差对于激光位移传感器的精度提升具有极高的应用价值。

软件程序补偿是目前解决热误差问题的主要途径，这种方法需要建立温度和热误差之间的数学模型，进而通过温度实时预测热误差的值，并在传感器的输出环节进行反馈补偿。因此热误差补偿的关键是要能够建立准确的温度和热误差之间的数学模型，然而现有技术中缺乏这种能够建立激光位移传感器在不同温度下与对应热误差之间数学模型的系统和测量方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在设定温度下，能够对激光位移传感器量程范围内的热误差进行测量的激光位移传感器热误差测量系统；本发明的目的还在于提供一种使用该激光位移传感器热误差测量系统的热误差测量方法。

为解决上述技术问题，本发明中激光位移传感器热误差测量系统的技术方案如下：

一种激光位移传感器热误差测量系统，包括恒温箱，恒温箱内设置有用于相应激光位移传感器安装的传感器安装座，恒温箱内设置有工作台面，激光位移传感器热误差测量系统还包括多个等厚的用于彼此在厚度方向上接触叠放于所述工作台面上且能够单独移开的标准块，标准块的厚度方向两个侧面平行设置，标准块的其中一个厚度方向侧面用于被激光位移传感器所发出的测量激光垂直照射。

所述工作台面水平布置，各标准块用于沿竖向叠放于所述工作台面上，传感器安装座位于所述工作台面的上侧。

传感器安装座通过竖向支架与所述工作台面相连，传感器安装座包括XY二维旋转微动台，传感器安装座还包括设置于XY二维旋转微动台上的调平支座，所述调平支座上设置有用于实现相应激光位移传感器安装的安装板，调平支座上设置有水平仪。

所述安装板竖向布置于所述XY二维旋转微动台的一侧，安装板背离所述XY二维旋转微动台的一侧板面用于实现所述激光位移传感器安装。

本发明中热误差测量方法的技术方案为：

该方法包括以下步骤，第一步，将激光位移传感器安装于恒温箱内的传感器安装座上，调整标准块叠放数量，激光位移传感器对相应标准块的厚度方向侧面垂直照射，激光位移传感器的读数处于量程最小端；第二步，在恒温箱的设定温度值为T时，逐个减小标准块的堆叠数量，直到标准块的数量减到1，记当前温度下的标准块的数量为N，N,N-1,…,1,标准块的堆叠方向厚度为H，不同标准块个数，激光位移传感器的读数为：

激光位移传感器的热误差为设定温度为T，标准块个数为i时的激光位移传感器的热误差，

恒温箱的温度波动小于0.5℃。