[发明专利]一种电涡流位移传感器阵列的空间几何标定方法

说明书

本发明一种电涡流位移传感器阵列的空间几何标定方法属于检测技术领域，涉及一种利用普通的平面标定板实现对任意电涡流位移传感器阵列的空间几何标定方法。该方法先利用平面标定板沿一条边的转动实现对电涡流位移传感器阵列中任意两探头间的两个方向上的空间几何标定；后利用平面标定板沿另一条边的转动实现对任意两探头在第三个方向上的空间几何标定，最终实现对电涡流位移传感器阵列的空间几何标定，获取阵列中任意探头的空间三维信息。该方法中，利用平面标定板的两轴转动实现对电涡流位移传感器阵列的整体空间几何标定，消除了安装及加工误差，有效提高标定精度，普适性强。

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种利用普通的平面标定板实现对任意电涡流位移传感器阵列的空间几何标定方法。

背景技术

由于电涡流位移传感器基于法拉第电磁感应原理，利用电涡流效应实现非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离，现今其越来越多地应用于测量领域。除此之外，针对电涡流位移传感器的使用，已经不再局限于单个使用来测量位移及位移的微小变化，而是越来越多地利用多个电涡流位移传感器形成的电涡流位移传感器阵列来进一步实现由一维位移值到三维空间信息的转换。电涡流位移传感器阵列一般安装固定于测量架上，由于无法避免的安装误差以及加工误差，会对电涡流位移传感器阵列的空间几何位置产生巨大影响，致使电涡流位移传感器阵列的空间几何位置误差过大，进而影响后续的测量过程，造成最终的位移测量值精度高但是另外两个空间方向精度过差的现象。进而影响由此还需要对电涡流位移传感器阵列的空间几何标定提出了更加严格的要求。在目前情况下，如何合理地设计标定件及空间几何标定方法实现对于电涡流位移传感器阵列的整体空间几何标定已经成为现在主要的问题。

大连理工大学王永青等人申请的发明专利公开号为CN104279946B,“一种电涡流传感器球面位移测量的标定方法”中提出利用标定数据建立电涡流位移传感器球面位移测量的校准曲面，这种方法可实现对任意曲率球面位移测量值的输出进行标定，但是只适用于针对一个电涡流位移传感器的空间标定无法对电涡流位移传感器的阵列进行空间几何位置标定，且只适用于对球面进行测量标定，没有普遍性。丁美莹等人2010年在传感器世界期刊第3期发表的《位移传感器静态自动标定及测试结果分析》中利用自动标定系统取代手工静态标定方式实现标定，这种方法虽然可以提高标定效率，但是其只能针对单个的电涡流位移传感器的特征函数进行标定，无法对其空间几何位置进行标定。由此发现，现今针对电涡流位移传感器阵列的空间几何标定方面的研究甚少，无法满足现在检测领域对于电涡流位移传感器阵列的整体空间几何标定的需求，相应的对于电涡流位移传感器阵列空间几何标定的方法也很少。

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷，发明了一种电涡流位移传感器阵列的空间几何标定方法，只需利用一个平面标定板来进行电涡流位移传感器阵列的空间几何标定。标定板为普通的平面结构，在进行标定时，采用两步法进行标定，先利用平面标定板沿一条边的转动实现对电涡流位移传感器阵列中任意两探头间的两个方向上的空间几何标定；再利用平面标定板沿另一条边的转动实现对任意两探头在第三个方向上的空间几何标定，最终实现对电涡流位移传感器阵列的空间几何标定，获取阵列中任意探头的空间三维信息。该方法标定效率高，从根本上消除电涡流位移传感器的安装误差以及测量架的加工误差对标定结果的影响，进而提高测量精度。标定方法适用于任意具有不同种类不同排列方式的电涡流位移传感器阵列，平面标定板只需要根据所用的电涡流位移传感器探头的量程合理确定平面标定板的转角范围即可，普适性强。

本发明采用的技术方案是一种电涡流位移传感器阵列的空间几何标定方法，其特征是，该方法先利用平面标定板沿一条边的转动实现对电涡流位移传感器阵列中任意两探头间的两个方向上的空间几何标定；再利用平面标定板沿另一条边的转动实现对任意两探头在第三个方向上的空间几何标定，最终实现对电涡流位移传感器阵列的空间几何标定，获取阵列中任意探头的空间三维信息。该方法的具体步骤如下：

第一步、电涡流位移传感器阵列的X轴和Z轴的同时标定