深孔内径测量仪的研发与应用

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1、引言

　　目前，机械行业中对深孔内径的测量多采用试块法和以外代内法，这两种方法都不能解决对深孔内径的精确测量问题，如油缸、汽缸深处的实际内径、同轴度、磨损量等。由于在利用普通卡尺、内径千分尺时受测量深度的限制，不能达到待测点，也就是说无法进行超深测量，这样会给机加工、维修带来许多不便。内径测量仪的使用将解决这些问题。

　　2、测试原理、传感器选择及信号处理

　　2.1、测试原理

　　测试原理主要是利用安装有位移传感器的探测杆提取一次检测信号，经必要的处理后，采用数字处理技术将信号变换成数字信号，用数字式仪表显示测量结果。

　　2.2、传感器选择

　　能够用来检测位移的传感器有以下几种：

　　1) 电阻式传感器：此传感器具有结构简单，后续信号易于处理等特点，但线性度和测量精度不能满足本测量要求。

　　2) 电容传感器：这种传感器具有结构简单、精度高等特点，但后续处理电路复杂，对于大位移测量，产生较大的非线性误差。

　　3) 电感式传感器：此传感器结构简单，但后续处理复杂，同样存在非线性问题。

　　4) 光栅传感器：此传感器具有测试精度高，后续电路简单，易于数字化处理，但成本较高，对工作环境要求较严格。

　　5) 差动变压器：此传感器具有测试精度高、成本低，在工作区域有很好的线性度，后续处理较简单，抗干扰、抗污染能力强。

　　综合以上分析选用差动变压器传感器作为内径测量仪的一次传感元件。

　　2.3、测量仪的组成、测试方法及信号处理

　　测量仪主要分为两大部分，一部分为主机，完成位移信号的变换、处理和数值的显示;另一部分为探测部分，用以完成位移信号的采集和传输。

　　探测部分由位移传感器、探杆和伸缩机构组成.传感器的一边为固定触头，而另一边为活动触头，测量开始时为便于探头放入被测工件，通过伸缩机构使活动触头缩回，放入 待测位置后，再使活动触头处于自由状态，两触头同时与工件接触，这时观察主机数码显示器数值，在保证探测杆大致在工件中心的情况下，左右晃动传感器，使显示最大，此数值即为工件的内径值。

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