振弦式多点位移计校准装置

振弦式多点位移计校准装置

一、产品概述

1.1 设备用途

本装置为振弦式多点位移计、裂缝计专用校准设备，依靠高精度光栅尺作为长度计量基准，通过手动丝杠进给机构精准输出标准位移量，可对各类埋入式多点位移计、表面裂缝计、振弦式位移传感器、光栅位移传感器进行示值误差、重复性、回程误差全项目校准，适用于工程检测实验室、计量校准机构、传感器生产厂标定使用。

1.2 设备结构组成

1. 主机铝型材基座机架：整机承载底座，铝合金线性导轨，平整度高、形变小，提供稳定校准平台；左侧布置多组可调节V型/立式夹具，用于支撑、定位不同长度规格传感器。

2. 高精度光栅测量系统：配套数显光栅尺（数显控制主机），实时读取标准位移真值，分辨率高，作为位移量值溯源基准。

3. 手动丝杠进给机构（右侧）：手摇手轮+精密滚珠丝杠传动，带滑动夹具、限位滑轮组件；滑动工装可锁紧固定位移计/裂缝计测头、传感器主体，匀速平稳输出位移行程，无爬行、间隙小。

4. 辅助配件：多功能电源插座、温湿度记录仪（监测校准环境温湿度，满足计量环境要求）、连接屏蔽信号线。

1.3 主要技术参数

1. 标准位移测量：光栅尺基准，分辨率0.001mm

2. 有效校准行程：根据设备规格（常规0~300mm，可定制加长）

3. 进给方式：手动手摇丝杠微调，可粗调+微进给

4. 适配传感器：振弦式多点位移计、表面裂缝计、光栅位移计、电感式位移传感器、振弦输出型位移计

5. 夹具适配范围：可夹持直径Φ10~Φ60mm各类传感器主体、测杆

6. 工作环境：温度10~30℃，湿度20%~80%RH，无振动、无强电磁干扰

二、振弦式多点位移计校准装置安全注意事项（操作前必读）

1. 设备放置于稳固实验台，台面水平，禁止放置在震动设备旁，防止光栅尺读数漂移。

2. 手摇进给全程匀速缓慢，严禁暴力猛转手轮，避免丝杠、光栅尺、传感器测杆弯折损坏。

3. 传感器夹紧力度适中，不可过度压紧壳体，防止传感器外壳变形、内部元件受损。

4. 光栅数显主机避免进水、粉尘，线缆弯折角度不宜小于90°，防止信号线断裂。

5. 校准完成后，滑动工装退回初始零位，放松所有夹具，释放丝杠应力。

6. 长期不用时，擦拭导轨、丝杠涂抹防锈油，整机防尘遮盖。

三、设备安装与开机调试

3.1 安装摆放

1. 将整机平稳放置黑色实验台，调整台面至水平，保证铝型材机架无翘曲。

2. 摆放光栅数显操作主机于机架左侧空余台面，理顺光栅尺信号金属软管，无挤压、弯折。

3. 温湿度记录仪通电放置设备旁，实时记录校准环境条件。

4. 多功能插座接通220V市电，将数显主机电源线插入插座。

3.2 开机归零

1. 接通电源，按下光栅数显主机电源键，屏幕点亮自检。

2. 顺时针缓慢摇动手轮，将右侧滑动工装移动至最左端起始位置。

3. 在数显面板按下【ZERO/清零】键，设置光栅尺当前位置为位移零点。

4. 前后小幅移动工装2~3次往返，确认数显读数回程无卡顿、无跳数，调试完成。

四、传感器装夹步骤（多点位移计/裂缝计通用）

4.1 裂缝计（表面式位移传感器）装夹

1. 松开机架左侧立式支撑夹具锁紧螺栓，根据裂缝计长度调整两组支撑块间距，匹配传感器总长。

2. 将裂缝计主体平稳放置左侧支撑夹具上，轻锁夹具（不压死外壳，仅限位固定）。

3. 拉出裂缝计伸缩测杆，将测杆端头卡入右侧滑动工装的夹紧卡槽，拧紧工装锁紧螺丝固定测头。

4. 再次回摇手轮至零点，确认光栅读数为0，传感器测杆无受压、无预拉应力。

4.2 多点位移计（埋入式长测杆位移计）装夹

1. 调整左侧多组V型支撑块，沿机架长度均匀排布，托住多点位移计长测杆，防止长杆悬空下垂弯曲。

2. 位移计固定端卡在左侧固定夹具，位移计活动测头端固定于右侧滑动工装。

3. 检查测杆与导轨平行，无倾斜、单边摩擦，避免校准过程产生附加侧向力。

4.3 通用装夹要求

- 传感器测杆运动轴线必须与丝杠、光栅尺测量轴线保持同轴，避免侧向摩擦力造成校准误差。

- 装夹完成手动轻推手轮小幅移动，确认传感器伸缩顺畅、无卡滞。

五、校准操作流程（振弦式位移传感器标准校准步骤）

5.1 预行程调试

1. 匀速摇动手轮，将工装振向移动至满量程80%位置，再退回零点，往返3次预拉伸/压缩，消除传感器内部机械间隙。

2. 再次光栅尺清零，振式开始校准记录。

5.2 振向行程校准（递增位移）

1. 按照传感器校准规范设定标准位移测点（如5mm、10mm、20mm、50mm、100mm等分点）。

2. 缓慢手摇进给至目标标准位移值（以光栅数显读数为准，光栅为标准真值），稳定停留30s。

3. 读取被校位移计/裂缝计输出读数（振弦频率/振弦电压/光栅数值），记录《校准原始记录表》，填写光栅标准值、传感器示值。

4. 依次完成所有递增测点，直至传感器额定满量程。

5.3 回程行程校准（递减位移）

1. 满量程点位稳定后，反向匀速摇动手轮，按测点反向依次退回零点。

2. 每个测点停留30s，同步记录光栅标准位移与传感器回程示值，用于计算回程误差。

5.4 重复性校准（可选，计量取证必做）

重复振向+回程校准循环3次，记录每组数据，计算传感器示值重复性误差。

5.5 校准结束操作

1. 将滑动工装退回零点位置，松开传感器工装夹具与左侧支撑夹具，取下被校传感器。

2. 关闭光栅数显主机电源，断开市电插座，整理信号线、线缆整齐收纳。

六、数据计算与判定

1. 示值误差：示值误差=传感器读数换算位移值 - 光栅标准位移值

2. 回程误差：同一标准位移点，振向读数与回程读数差值绝对值

3. 重复性：同一行程多次测量示值最大差值

4. 依据对应行业规范（岩土工程仪器、振弦式传感器国家标准）判定传感器是否合格，出具校准记录/校准证书。

七、日常维护与保养

1. 每日使用后：用无尘布擦拭铝型材导轨、丝杠表面粉尘，清理夹具碎屑；丝杠表面少量涂抹润滑硅脂。

2. 每周保养：检查光栅尺金属软管有无破损、数显按键是否灵敏；检查手轮丝杠有无松动间隙，紧固工装锁紧螺丝。

3. 月度计量核查：使用标准量块对光栅尺零点、量程进行核查，保证量值准确可溯源。

4. 长期存放：所有滑动部件涂抹防锈油，断开电源，整机用防尘罩遮盖，存放于干燥实验室。

5. 禁止操作：导轨、光栅尺禁止用水冲洗；禁止大力撞击机架；禁止超设备最大行程强行摇动手轮。

八、常见故障及解决办法

故障现象 故障原因 处理方案

光栅数显跳数、读数不稳定 光栅尺信号线挤压、导轨粉尘过多 理顺信号软管，擦拭光栅尺感应条，清理导轨灰尘

手轮摇动卡顿、阻力大 丝杠缺润滑油、导轨有杂物 清理异物，丝杠加注专用润滑脂

位移数据误差偏大 传感器测杆不同轴、夹具松动 重新装夹，保证测杆与光栅同轴，锁紧所有固定工装

数显主机无显示 电源线接触不良、插座断电 检查220V供电，重新插拔电源插头

工装夹紧后传感器伸缩卡滞 夹具压太紧、测杆偏斜 松开夹具重新调整同轴度，减小夹持力度

九、配套附件清单

1. 光栅数显控制主机1台

2. 高精度光栅尺测量组件1套

3. 手摇精密丝杠滑动工装总成1套

4. 多规格可调支撑、夹紧夹具全套

5. 220V多功能电源插座1个

6. 温湿度记录仪1台

7. 连接信号线缆、内六角紧固扳手一套

8. 设备使用说明书1份、校准原始记录模板

十、附则

1. 本设备仅用于岩土工程位移类传感器校准，禁止用于其他重物拉伸、力学加载试验。

2. 设备计量溯源需定期送法定计量机构对光栅尺进行检定，保证位移量值准确。

3. 非厂家授权人员不得自行拆解光栅尺、丝杠传动结构，私自拆解将失去设备保修。