本實用新型涉及傳感器檢定領(lǐng)域，具體說是一種角度變送器檢定裝置。

背景技術(shù)：

角度變送器是工業(yè)自動化生產(chǎn)中的重要傳感器，它可以將角度的變化反映為標準電壓、電流變化，從而體現(xiàn)出生產(chǎn)過程中的物理參數(shù)(流量、幅度等)的實時變化。為了保證角度變送器輸出電流能夠精確反映角度值的變化，需要定期對生產(chǎn)過程中使用的變送器進行檢定校驗，并替換發(fā)生故障或誤差超標的變送器。

現(xiàn)有角度變送器檢定技術(shù)采用高精度標準角度儀測量值與變送器輸出信號比較，從而校驗變送器精度。但是，現(xiàn)有檢定方法為手動方式，檢定過程中需要操作人員手動調(diào)整變送器機械轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，使標準角度儀顯示固定角度，然后人工讀取變送器電流輸出，并記錄每次檢定數(shù)據(jù)。人工檢定方式效率低下，無法滿足現(xiàn)場快速檢定出具報告的要求，更易因人為操作、錄入失誤造成檢定校驗失準。

目前角度變送器檢定中使用的標準角度儀主要采用旋轉(zhuǎn)電位器或旋轉(zhuǎn)光碼盤原理，導致標準角度儀測量精度受到檢定裝置機械傳動結(jié)構(gòu)的影響，易產(chǎn)生測量誤差。同時，此類檢定裝置體積過大、無法根據(jù)現(xiàn)場需要拆解運輸，不能適應現(xiàn)場檢定要求。

隨著先進角度傳感器技術(shù)、檢測技術(shù)和計算機測控技術(shù)的發(fā)展，小體積、集成度高、現(xiàn)場使用適應性強的全自動檢定裝置將取代現(xiàn)有的角度變送器檢定裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種角度變送器檢定裝置，以解決人工檢定方式效率低下，無法滿足現(xiàn)場快速檢定出具報告的要求，更易因人為操作、錄入失誤造成檢定校驗失準的問題。

本實用新型提供一種角度變送器檢定裝置，包括：測量單元、控制與控制與采集單元和存儲與設(shè)定單元；

所述測量單元與所述控制與采集單元連接，所述控制與采集單元與所述存儲與設(shè)定單元連接；

所述測量單元，進一步包括：

待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿，所述待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿上具有標準角度儀，所述待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿與待檢定角度變送器連接，通過改變所述待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿與垂直方向的角度，得到所述待檢定角度變送器的電流數(shù)據(jù)和所述標準角度儀的標準角度數(shù)據(jù)；

所述控制與采集單元，用于控制所述待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿與所述垂直方產(chǎn)生角度，以及采集所述電流數(shù)據(jù)和所述標準角度數(shù)據(jù)，并發(fā)送所述電流數(shù)據(jù)和所述標準角度數(shù)據(jù)到所述存儲與設(shè)定單元；

所述存儲與設(shè)定單元，用于存儲所述電流數(shù)據(jù)和所述標準角度數(shù)據(jù)，以及設(shè)定標準角度儀零點、檢定角度個數(shù)和檢定角度值。

優(yōu)選地，所述存儲與設(shè)定單元為上位機。

優(yōu)選地，所述測量單元還包括：檢定裝置機械框架；

所述檢定裝置機械框架上分別固定有裝置接口及顯示面板、步進電機、左限位傳感器、右限位傳感器、待檢定角度變送器安裝臺面和滾珠軸承；

所述步進電機的轉(zhuǎn)軸與可轉(zhuǎn)動絲杠的一端同軸相連，所述可轉(zhuǎn)動絲杠的另一端與所述滾珠軸承連接；所述可轉(zhuǎn)動絲杠外側(cè)套接有滑塊，所述滑塊可在可轉(zhuǎn)動絲杠上滑動；

所述滑塊與所述滾珠軸承之間具有所述標準角度儀，所述滑塊可使所述待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，所述待檢定角度變送器還與所述裝置接口及顯示面板連接，所述待檢定角度變送器安裝在待檢定角度變送器安裝臺面上；

所述左限位傳感器和右限位傳感器分別位于所述待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿兩側(cè)，，用于限定所述垂直方產(chǎn)生角度的大小。

優(yōu)選地，所述可轉(zhuǎn)動絲杠具有外螺紋，所述滑塊具有通孔，所述通孔具有內(nèi)螺紋，所述滑塊通過所述外螺紋和所述內(nèi)螺紋與所述可轉(zhuǎn)動絲杠螺紋嚙合連接。

優(yōu)選地，所述裝置接口及顯示面板具有按鍵和顯示屏；

所述按鍵，與所述步進電機連接，用于控制所述步進電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的開啟和關(guān)閉；

所述顯示屏包括：標準角度數(shù)顯儀表和現(xiàn)場電流表；所述標準角度數(shù)顯儀表，用于顯示所述標準角度數(shù)據(jù)；所述現(xiàn)場電流表，用于顯示所述電流數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述裝置接口及顯示面板還具有電源開關(guān)、待檢定角度變送器連接插口；

所述電源開關(guān)，用于控制所述角度變送器檢定裝置的開關(guān)；

所述待檢定角度變送器連接插口，用于連接所述現(xiàn)場電流表與所述待檢定角度變送器。

優(yōu)選地，所述控制與采集單元包括下位機控制板；

所述下位機控制板分別與所述裝置接口及顯示面板、所述步進電機、所述標準角度儀、所述左限位傳感器和右限位傳感器連接；

所述下位機控制板還與所述上位機連接；

所述下位機控制板，用于采集所述電流數(shù)據(jù)和所述標準角度數(shù)據(jù)，以及所述左限位傳感器和右限位傳感器的位置信息，并發(fā)送所述電流數(shù)據(jù)和所述標準角度數(shù)據(jù)至所述上位機。

優(yōu)選地，所述下位機控制板包括電源模塊；

所述電源模塊，用于給下位機主控MCU板和標準角度儀數(shù)據(jù)采集MCU板供電；

所述下位機主控MCU板分別與所述左限位傳感器、所述右限位傳感器、WIFI串口服務器、電源模塊、步進電機驅(qū)動器和所述現(xiàn)場電流表連接；

所述WIFI串口服務器，還與所述上位機連接，用于將所述電流數(shù)據(jù)和所述標準角度數(shù)據(jù)至所述上位機；

所述步進電機驅(qū)動器，還分別與所述按鍵、所述步進電機連接，用于對所述步進電機進行控制。

優(yōu)選地，所述下位機控制板還包括RS485集線器；

所述下位機主控MCU板通過所述RS485集線器與所述現(xiàn)場電流表連接。

本實用新型至少具有如下有益效果：

本實用新型通過控制與采集單元自動控制述測量單元中的待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿與垂直方向的角度，得到待檢定角度變送器的電流數(shù)據(jù)和標準角度儀的標準角度數(shù)據(jù)，控制與采集單元發(fā)送電流數(shù)據(jù)和標準角度數(shù)據(jù)到存儲與設(shè)定單元；同時，在存儲與設(shè)定單元中設(shè)定有標準角度儀零點、檢定角度個數(shù)和檢定角度值，待檢定角度變送器的檢定全過程不需要人工讀取待檢定角度變送器的電流輸出，并記錄每次檢定數(shù)據(jù)。

本實用新型不采用目前角度變送器檢定中的標準角度儀的旋轉(zhuǎn)電位器或旋轉(zhuǎn)光碼盤原理，標準角度儀測量精度不會受到檢定裝置機械傳動結(jié)構(gòu)的影響，進而不會產(chǎn)生測量誤差。

同時，本實用新型體積小，結(jié)構(gòu)簡單，可以根據(jù)現(xiàn)場需要拆解運輸，并能夠適應現(xiàn)場檢定要求。

附圖說明

通過以下參考附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點更為清楚，在附圖中：

圖1是本實用新型實施例的一種角度變送器檢定裝置的機械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例的裝置接口及顯示面板的示意圖；

圖3是本實用新型實施例的下位機控制板的模塊布置示意圖；

圖4是本實用新型實施例的電路原理框圖。

具體實施方式

以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是值得說明的是，本實用新型并不限于這些實施例。在下文對本實用新型的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。然而，對于沒有詳盡描述的部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以完全理解本實用新型。

此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應當理解，所提供的附圖只是為了說明本實用新型的目的、特征和優(yōu)點，附圖并不是實際按照比例繪制的。

同時，除非上下文明確要求，否則整個說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應當解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包含但不限于”的含義。

圖1是本實用新型實施例的一種角度變送器檢定裝置的機械結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，一種角度變送器檢定裝置包括：檢定裝置機械框架1、裝置接口及顯示面板2、待檢定角度變送器3、步進電機4、可轉(zhuǎn)動絲杠5、滑塊6、待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿7、標準角度儀8、左限位傳感器9、右限位傳感器10、下位機控制板11、待檢定角度變送器安裝臺面12、滾珠軸承13。

圖1中，裝置接口及顯示面板2、步進電機4、左限位傳感器9、右限位傳感器10、下位機控制板11、待檢定角度變送器安裝臺面12和滾珠軸承13固定在檢定裝置機械框架1上，步進電機4的轉(zhuǎn)軸與可轉(zhuǎn)動絲杠5的一端同軸相連，可轉(zhuǎn)動絲杠5的另一端與滾珠軸承13連接，可轉(zhuǎn)動絲杠5上具有外螺紋，滑塊6具有通孔，通孔內(nèi)具有內(nèi)螺紋，滑塊6通過可轉(zhuǎn)動絲杠5上的外螺紋和通孔的內(nèi)螺紋與可轉(zhuǎn)動絲杠5螺紋嚙合連接，當步進電機4的轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)帶動可轉(zhuǎn)動絲杠5轉(zhuǎn)動時，滑塊6可隨可轉(zhuǎn)動絲杠5的轉(zhuǎn)動沿水平方向移動，滑塊6在向右側(cè)移動過程中可推動待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿7向右側(cè)抬起，開角增大，從而使待檢定角度變送器3產(chǎn)生電流信號輸出變化；標準角度儀8的側(cè)面粘有磁鋼片，標準角度儀8可通過磁力吸附于待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿7上，當待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿7在滑塊6的推動下轉(zhuǎn)動時，標準角度儀8與豎直方向的角度輸出產(chǎn)生變化；當步進電機4的轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)帶動可轉(zhuǎn)動絲杠5轉(zhuǎn)動時，滑塊6隨可轉(zhuǎn)動絲杠5的反轉(zhuǎn)沿水平方向向左移動，待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿7可在其自身重力作用下使開角減??；當滑塊6分別運動到左限位傳感器9或、右限位傳感器10位置時，左限位傳感器9或右限位傳感器10將產(chǎn)生限位到達信號輸出。

進一步地，圖1中，下位機控制板11上具有下位機主控MCU板，下位機為MSP430F169單片機。下位機控制板11與裝置接口及顯示面板2、待檢定角度變送器3、步進電機4、標準角度儀8、左限位傳感器9和右限位傳感器10的連接關(guān)系，詳見圖3和圖4的描述。

圖2是本實用新型實施例的裝置接口及顯示面板的示意圖。如圖2所示，裝置接口及顯示面板包括：標準角度數(shù)顯儀表201、現(xiàn)場電流表202、電源開關(guān)203、待檢定角度變送器連接插口204、電機正轉(zhuǎn)手動起動按鈕205、電機正轉(zhuǎn)手動停止按鈕206、電機反轉(zhuǎn)手動起動按鈕207和電機反轉(zhuǎn)手動停止按鈕208。

圖2中，標準角度數(shù)顯儀表201，用于顯示標準角度儀8的標準角度數(shù)據(jù)；現(xiàn)場電流表202與待檢定角度變送器3連接，用于采集圖1中的待檢定角度變送器3的電流，并顯示圖1中的待檢定角度變送器3的電流值；電源開關(guān)203為本實用新型一種角度變送器檢定裝置的總開關(guān)；進一步地，采用待檢定角度變送器連接插口204連接圖1中的裝置接口及顯示面板2和待檢定角度變送器3；電機正轉(zhuǎn)手動起動按鈕205，用于開啟圖1中的步進電機4進行正轉(zhuǎn)模式；電機正轉(zhuǎn)手動停止按鈕206，用于關(guān)閉圖1中的步進電機4進行正轉(zhuǎn)模式，使圖1中的步進電機4停止轉(zhuǎn)動；電機反轉(zhuǎn)手動起動按鈕207，用于開啟圖1中的步進電機4進行反轉(zhuǎn)模式；電機反轉(zhuǎn)手動停止按鈕208，用于關(guān)閉圖1中的步進電機4進行反轉(zhuǎn)模式，使圖1中的步進電機4停止轉(zhuǎn)動。

圖3是本實用新型實施例的下位機控制板的模塊布置示意圖。如圖3所示，下位機控制板包括：背板安裝螺孔1101、下位機主控MCU板1102、標準角度儀數(shù)據(jù)采集MCU板1103、RS485集線器1104、WIFI串口服務器1105、電源模塊1106和步進電機驅(qū)動器1107。

圖4是本實用新型實施例的電路原理框圖。

結(jié)合圖1和圖2，對圖3和4進行說明，下位機控制板11的四個角各具有1個背板安裝螺孔1101，下位機控制板11通過4個背板安裝螺孔1101安裝在檢定裝置機械框架1上；步進電機驅(qū)動器1107與步進電機4連接，接收來自下位機主控MCU板1102的控制信號，實現(xiàn)對步進電機4的繞組順序接通的控制；標準角度儀數(shù)據(jù)采集MCU板1103與采集標準角度儀8連接，用于采集標準角度儀8輸出的標準角度數(shù)據(jù)；標準角度儀數(shù)據(jù)采集MCU板1103和現(xiàn)場電流表202與RS485集線器1104的輸入端連接，下位機主控MCU板1102通過RS485集線器1104分別讀取標準角度儀數(shù)據(jù)采集MCU板1103采集到的標準角度儀數(shù)據(jù)和現(xiàn)場電流表202采集到的待檢定角度變送器3的電流輸出數(shù)據(jù)；左限位傳感器9和右限位傳感器10分別與下位機主控MCU板1102的I/O端口連接，I/O端口需配置成輸入I/O口，可將左限位傳感器9和右限位傳感器10的到位開關(guān)量輸出反饋給下位機主控MCU板1102，當待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿7碰到左限位傳感器9或右限位傳感器10，步進電機停止轉(zhuǎn)動；WIFI串口服務器1105為下位機主控MCU板1102同上位機14進行通信的無線信道，使下位機主控MCU板1102可以按照上位機14發(fā)來的指令工作；下位機主控MCU板1102經(jīng)步進電機驅(qū)動器1107輸出的控制信號對步進電機4進行控制，同時電機正轉(zhuǎn)手動起動按鈕205、電機正轉(zhuǎn)手動停止按鈕206、電機反轉(zhuǎn)手動起動按鈕207和電機反轉(zhuǎn)手動停止按鈕208的四個控制按鈕通過步進電機驅(qū)動器1107的輸出對步進電機4的正反轉(zhuǎn)起動停止控制。

其中，電源模塊1106分別為下位機主控MCU板1102和標準角度儀數(shù)據(jù)采集MCU板1103供電。

進一步地，下位機主控MCU板1102和標準角度儀數(shù)據(jù)采集MCU板1103的MCU采用MSP430F169單片機。

更進一步地，WIFI串口服務器1105通過下位機主控MCU板1102的控制完成上位機14訪問下位機主控MCU板1102的全套通信命令。下位機主控MCU板1102根據(jù)上位機14發(fā)送的指令，可通過WIFI網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機14。

結(jié)合圖1～圖4對本實用新型的工作原理進行簡要說明，本實用新型通過按下電源開關(guān)203啟動后，首先上位機14根據(jù)現(xiàn)場電流表202的數(shù)值設(shè)定標準角度儀零點，即將待檢定角度變送器3的電流輸出零位作為標準角度儀的零位；零點調(diào)整完成后，由上位機14設(shè)定檢定角度個數(shù)、檢定角度值，設(shè)定完成后開始對待檢定角度變送器3進行檢定，本實用新型不斷采集標準角度儀8的標準角度數(shù)據(jù)，當滑塊6推動待檢定角度變送器轉(zhuǎn)桿7偏轉(zhuǎn)到待檢角度位置時，上位機14自動記錄存儲待檢定角度變送器3的輸出電流值；所有待檢角度點均檢定完畢后，步進電機4停轉(zhuǎn)，上位機14自動根據(jù)存儲的檢定數(shù)據(jù)打印輸出檢定報告；在接入網(wǎng)絡(luò)的情況下，可通過上位機14將所選定的檢定分析結(jié)果上傳至云服務器。

待檢定角度變送器3的電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為角度數(shù)據(jù)，然后與標準角度儀8的標準角度數(shù)據(jù)進行線性度和精度對比，符合國家計量儀器相關(guān)標準，待檢定角度變送器3合格，否則待檢定角度變送器3不合格。

以上所述實施例僅為表達本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、同等替換、改進等，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。