[发明专利]一种基于斯皮尔曼相关分析的速度测试校验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于斯皮尔曼相关分析的速度测试校验装置及方法，速度测试校验装置包括电磁驱动机构、费力杠杆、直线运动杆、限位滚轴、磁栅尺及磁栅尺传感器。速度测试校验装置通过杠杆放大原理，以获取更大的测试速度，作为标准传感器的磁栅尺传感器和待校验的速度传感器均固定在同一个直线运动杆上，实现传感器同时运动、行程数据同步采集，具有校验准确高、结构简单，安装方便等特点。速度测试校验方法是基于斯皮尔曼相关分析原理进行速度校验，首先对行程数据进行相关分析，然后绘制斯皮尔曼相关系数曲线图，最后给出校验合格性评价，具有校验流程简洁、校验精度高的优点，能够满足大部分速度测试仪器的速度校验需求。

技术领域

本发明涉及测控技术领域，尤其是一种基于斯皮尔曼相关分析的速度测试校验装置及方法。

背景技术

在工业应用中，机构运动速度的检测，通常是由速度检测仪器，测试运动机构的行程曲线S，然后把行程曲线截取成行程数组Δs1、Δs2、Δs3、……、Δsn；行程数组所对应的时间数组Δt1、Δt2、Δt3、……、Δtn；行程数组与时间数组的比值，即为速度数组，从而实现速度测量。由于时间数组是由微处理器产生的，具有极高的准确定，可见行程的测量是速度测量的关键。

在实际行程信号采集过程中，当机构运行速度较大时，例如10m/s,速度测试仪器的信号调理电路，会对行程信号带来频响延时，导致速度测量不准确。所以设计速度测试仪器的校验装置极为重要，目前，市场上速度校验装置，常见的有气动速度校验装置，直线电机速度校验装置等。

气动速度校验装置，虽然可以达到较高的校验速度，但是存在空气压缩机打压噪音大等缺点。直线电机速度校验装置，由伺服电气驱动机构运动，虽然结构简单，但在较短行程下(例如500mm)，很难把速度升到10m/S以上，存在检验速度低的缺点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种基于斯皮尔曼相关分析的速度测试校验装置及方法，该速度测试校验装置基于斯皮尔曼相关分析原理进行速度校验，结构简单，安装方便，通过费力杠杆放大后能够得到非常大的校验速度且校验精度高，能够满足大部分速度速度测试仪器的速度校验。

一种基于斯皮尔曼相关分析的速度测试校验装置，包括电磁驱动机构、费力杠杆、直线运动杆、限位滚轴、磁栅尺及磁栅尺传感器，所述费力杠杆通过转动支点进行支撑，所述费力杠杆的两端设有矩形限位槽，所述电磁驱动机构的输出轴和直线运动杆上分别垂直固定有限位柱一和限位柱二，所述限位柱一和限位柱二分别插入一组所述矩形限位槽内，所述限位柱二与所述转动支点的距离大于所述限位柱一与所述转动支点的距离，所述直线运动杆水平设置，所述限位滚轴对称设于所述直线运动杆的上下两端，对所述直线运动杆的上下端面进行限位，所述磁栅尺沿所述直线运动杆的长度方向固定于其下端面，所述磁栅尺传感器正对于磁栅尺设置，用于测试磁栅尺移动距离，待校验速度测试仪器的行程传感器和速度测试仪固定于所述直线运动杆上。

作为上述技术方案的优选，所述限位柱二与转动支点的距离是限位柱一与转动支点的距离的十倍。

作为上述技术方案的优选，所述电磁驱动机构采用可调的直流电压源供电。

作为上述技术方案的优选，所述磁栅尺传感器的分辨率为10微米。

作为上述技术方案的优选，所述磁栅尺传感器和所述待校验速度测试仪器均设于所述直线运动杆的末端且相对设置。

一种基于斯皮尔曼相关分析的速度测试校验方法，采用上述任意一项所述的速度测试校验装置，还包括微处理器单元、功率放大单元、信号调理单元、人机交互单元、同步采集信号调理单元及USB通信单元，具体校验步骤作为：