深孔测量

摘要：本文主要介绍了深孔内径测量仪的研发与应用，并从该测量仪的测试原理、选材等多方面进行了介绍。

关键词：深孔内径；内径测量仪；原理

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。

2.1、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，如图1所示。

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。

根据其使用特点及技术要求，测量仪的电路原理总框图如图2所示。

测试仪其它环节的电路方案设计如下：

1) 供电电路的设计。因检测精度要求较高，需保证供电系统的稳定性，故采用内部电源即可重复充电的镉镍蓄电池。为方便用户，仪器内部设置自动充电机。在使用中电池电压会降低，这将影响稳压电路的稳定精度，故设置电池电压监视电路。

2) 稳压电路：为保证稳压电路的低功耗，采用开关式稳压电路，如图3所示。

3) 电平线性变换电路。

4) 牵零调整电路：为保证测量精度选用高精度生物电斩波自稳零放大器。其电路图如图4所示。

5) 数据处理显示电路：主处理器采用数字表专用芯片。

该类测量仪的研发成功满足了测量深孔工件内径各部尺寸的要求，而且还减轻了工人的劳动强度，提高生产效率，可大大降低加工和维修成本，它的使用改善了检修工艺，提高了维修质量。

本文引用 基础自动化 1997年 第3期

由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写

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