[发明专利]激光对中仪校准设备及通过其测量激光对中仪的示值误差的方法

说明书

本发明公开了一种激光对中仪校准设备以及通过该设备测量激光对中仪的位置敏感传感器、倾角仪和对中偏差的示值误差的方法，本发明的激光对中仪校准设备具有两个相互独立的能360°旋转的转轴，一转轴作为基准轴，另一转轴能在水平方向、垂直方向发生位移和进行俯仰、偏摆。设置两个转轴的转动角度，并调节另一转轴的水平和垂直位移量以及俯仰和偏摆量，能够实现对激光对中仪的位置敏感传感器水平及垂直方向的位移量、倾角仪的转角量及对中偏差的示值误差的测量。本发明提供的设备和方法能够准确模拟实际激光对中仪工作过程中的运行状态，且能够实时直接显示测量轴标准对中偏差量，校准结果更精准，测量过程的可操作性更强。

技术领域

本发明涉及仪器校准领域，尤其涉及一种激光对中仪校准装置及测量激光对中仪的位置敏感传感器在水平及垂直方向的位移量、倾角仪的角度量以及激光对中仪的轴对中偏差的示值误差的方法。

背景技术

激光对中仪是用于测量机械联接件之间对中偏差(包括水平、垂直方向的平行偏差x₀、y₀及角度偏差Θ_//、Θ_⊥)的仪器。近年来，激光对中仪在国内已广泛应用于风电、水电、化工、核电、轨道交通、港口码头等大型机械装备的制造、安装调试及实时监控。

在国内，许多研究人员对激光对中技术的测量原理和算法优化等方面做了大量的研究，提出了位置敏感传感器坐标量、转角、对中偏差等数学模型，为激光对中仪的国产化奠定了基础。但现在激光对中仪的国产化还很低，测量准确度与进口产品相比也有较大的差距，因此研制操作简单、高精度的具有自主知识产权的国产激光对中仪对提高企业的经济效益和产品质量具有重大意义。

激光对中仪的测量准确度不但与坐标量、转角、对中偏差的数学模型的理论值有关，还需要进行非线性的补偿和建立更准确的模型，这就需要对激光对中仪进行准确的测量，确定其示值误差与坐标量、转角、对中偏差的数学关系模型。但目前国内对激光对中仪对中偏差示值误差的校准还处于探索阶段，只是简单的模拟测量，不能直接给出校准对中偏差量，且这些简单的模拟测量的完成需要使用多种仪器进行组合测量，这种测量方法不符合仪器的实际使用情况，校准项目、测量范围、仪器型号也不完善，校准精度不高。例如，专利申请号为201310475057.2的中国发明专利，就公开了一种激光对中仪的简易校准方法，其利用精度较高的测量芯轴和万能工具显微镜组合简易标准装置，实现了激光对中仪的水平机械位移对中示值和垂直机械位移对中示值的简易校准。这种测量方法只能判断对中仪工作状态是否正常，但不能测量对中偏差的示值误差，因此无法对激光对中仪输出的量值进行可靠评估。而且，通过多种仪器组合对激光对中仪进行校准测量的方法，可操作性比较差。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种激光对中仪校准设备，以解决上述问题中的至少一个。该校准设备包括：底座、固定转轴和可调转轴，固定转轴和可调转轴设置在底座上；固定转轴包括主动轴和用于支撑主动轴的支撑框架；可调转轴包括支撑座、从动轴、用于使从动轴在水平面内垂直于底座移动的第一平移台和用于使从动轴在竖直面内垂直于底座移动的第二平移台；支撑框架和第一平移台分别设置在底座上，支撑座设置在第一平移台上，第二平移台设置在支撑座上，从动轴设置在第二平移台上。根据激光对中仪的工作原理，通过将激光发射器和位置敏感传感器固定在固定转轴和可调转轴上，并通过调节第一平移台和第二平移台，从而使得第一平移台和第二平移台带动从动轴在水平方向和垂直方向平移，即可实现对位置敏感传感器水平方向及垂直方向的位移量的测量，以实现对其示值误差的校准，设备成本低，校准范围广且操作简单，为激光对中仪的校准提供便利。

在一些实施方式中，主动轴和从动轴均包括依次连接的电机手轮、带有编码器的电机、联轴器、轴承座和模拟轴，电机驱动模拟轴在0°～360°间转动。由此，就可以通过该校准设备同时实现对位置敏感传感器和倾角仪的校准，成本低，操作方便，且校准测量点多，提高校准精度，符合实际使用需求。