[实用新型]磁悬浮高速测量仪校准装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁悬浮高速测量仪校准装置，应用了磁悬浮技术，能够复现高速运动的动态位移、速度、加速度等动态量值，可实现高速运动测量分析仪的动态校准。

背景技术

在军工领域，对轻武器、小口径火炮等武器装备后坐运动、自动机后坐运动参量的测量，均使用高速运动测量仪、激光测速仪、高速摄影仪等进行测量后坐参量，如位移、速度、加速度等。由于缺乏相应的高速运动校准装置复现动态量，多数测量设备长期处于无法校准的状态，目前仅限于振动计量标准复现0.5m/s以下的低速度和加速度参量，而动态位移、后座参量大多只能间接校准，无法保证后坐参量量值的测量范围和准确溯源。

目前，现有的测量机运动速度都较慢，一般运动机构的速度都远远小于1m/s。最快的高速加工机床，如美国Cincinnati公司生产的HyperMach 5轴加工中心，最大进给速度60～100m/min，即1～1.66m/s。最新报道的一种用于微电子封装的新型高速精密定位机构，由直线电机直接驱动平行四边形支链的并联杆机构来实现定位平台运动，其最大速度只有0.8m/s。高速位移传感器的选择，也是一个需要考虑的问题。位移测量常用的双频激光干涉仪，由于受其工作原理限制，基于塞曼效应分裂的频差为3.5MH z左右，当测量速度较高时，就会出现频率混叠现象而不能正常测量，所以一般测量速度小于1m/s。激光多普勒测速仪也无法进行高速测量，如丹麦OMETRON 8239型激光多普勒测速仪，最大测量速度0.425m/s，测量分辨率1mm。

综上所述，现有的高速运动测量装置存在运动速度过慢或缺乏相应的校准装置复现动态量，而使多数测量设备长期处于无法校准的状态。所以，如何研制一种校准装置来对高速运动测量仪、激光测速仪、高速摄影仪等仪器进行校准，以降低其测量误差，就成为本领域技术人员的努力方向。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，为了克服上述现有技术的不足，而提供一种能够方便准确地对现有高速运动测量装置进行校准测量的磁悬浮高速测量仪校准装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型中采用了如下的技术方案：

一种磁悬浮高速测量仪校准装置，其特点在于，包括一个上表面为光滑水平面的工作台，工作台上表面两侧各设置有一个支承，两支承之间水平设置有一永久磁钢推力杠，永久磁钢推力杠上采用磁悬浮的方式匹配地套设有一个直线电机动子，直线电机动子下端设置有气浮轴承与工作台上表面形成非接触式支承；还包括一个钢带光栅测量系统，其中，钢带光栅读数头向下安装于直线电机动子下端面侧边上，钢带光栅顺直线电机动子运动方向安装于工作台上表面且位置与钢带光栅读数头相对应；还包括一个微机控制系统，该微机控制系统分别与钢带光栅测量系统和直线电机动子相连，可读取钢带光栅测量系统的测量结果并对直线电机动子的运动进行控制。所述微机控制系统应视为可采用现有技术得到并可用常规控制方法实现控制。

本实用新型使用时，先控制直线电机动子做高速运动，同时用待校准的高速运动测量仪对直线电机运动数据进行测量，在直线电机动子做高速运动过程中，微机控制系统同时控制钢带光栅测量系统对直线电机运动数据进行精确测量，将待校准的高速运动测量仪的测量结果与微机控制系统的精确测量结果进行比较，从而可判断待校准的高速运动测量仪的测量结果是否准确，进而可对其进行校准。

作为进一步改进，所述工作台上表面为天然花岗岩光滑平面，采用天然花岗岩制得的表面可以较好地保证光滑度，进而可保证直线电机的运动不受影响。

作为又一种改进，所述支承上部为固定轴套结构的弹性夹头，该弹性夹头与永久磁钢推力杠套接为一体；所述支承上还设置有一限位开关，所述直线电机动子的两端设置有匹配的限位挡块，其中限位开关具有一个向上的弧形面，限位挡块具有一个弹性斜面，并使得当直线电子动子处于两端极限位置时，所述弧形面能与所述弹性斜面直接接触以产生一个带缓冲的阻挡作用。这样，若系统故障发生失控时，限位装置可使直线电机紧急刹车，避免电机损坏。