振弦式多點位移計校準裝置

一、產品概述

1.1 設備用途

本裝置為振弦式多點位移計、裂縫計專用校準設備，依靠高精度光柵尺作為長度計量基準，通過手動絲杠進給機構精準輸出標準位移量，可對各類埋入式多點位移計、表面裂縫計、振弦式位移傳感器、光柵位移傳感器進行示值誤差、重復性、回程誤差全項目校準，適用于工程檢測實驗室、計量校準機構、傳感器生產廠標定使用。

1.2 設備結構組成

1. 主機鋁型材基座機架：整機承載底座，鋁合金線性導軌，平整度高、形變小，提供穩定校準平臺；左側布置多組可調節V型/立式夾具，用于支撐、定位不同長度規格傳感器。

2. 高精度光柵測量系統：配套數顯光柵尺（數顯控制主機），實時讀取標準位移真值，分辨率高，作為位移量值溯源基準。

3. 手動絲杠進給機構（右側）：手搖手輪+精密滾珠絲杠傳動，帶滑動夾具、限位滑輪組件；滑動工裝可鎖緊固定位移計/裂縫計測頭、傳感器主體，勻速平穩輸出位移行程，無爬行、間隙小。

4. 輔助配件：多功能電源插座、溫濕度記錄儀（監測校準環境溫濕度，滿足計量環境要求）、連接屏蔽信號線。

1.3 主要技術參數

1. 標準位移測量：光柵尺基準，分辨率0.001mm

2. 有效校準行程：根據設備規格（常規0~300mm，可定制加長）

3. 進給方式：手動手搖絲杠微調，可粗調+微進給

4. 適配傳感器：振弦式多點位移計、表面裂縫計、光柵位移計、電感式位移傳感器、振弦輸出型位移計

5. 夾具適配范圍：可夾持直徑Φ10~Φ60mm各類傳感器主體、測桿

6. 工作環境：溫度10~30℃，濕度20%~80%RH，無振動、無強電磁干擾

二、振弦式多點位移計校準裝置安全注意事項（操作前必讀）

1. 設備放置于穩固實驗臺，臺面水平，禁止放置在震動設備旁，防止光柵尺讀數漂移。

2. 手搖進給全程勻速緩慢，嚴禁暴力猛轉手輪，避免絲杠、光柵尺、傳感器測桿彎折損壞。

3. 傳感器夾緊力度適中，不可過度壓緊殼體，防止傳感器外殼變形、內部元件受損。

4. 光柵數顯主機避免進水、粉塵，線纜彎折角度不宜小于90°，防止信號線斷裂。

5. 校準完成后，滑動工裝退回初始零位，放松所有夾具，釋放絲杠應力。

6. 長期不用時，擦拭導軌、絲杠涂抹防銹油，整機防塵遮蓋。

三、設備安裝與開機調試

3.1 安裝擺放

1. 將整機平穩放置黑色實驗臺，調整臺面至水平，保證鋁型材機架無翹曲。

2. 擺放光柵數顯操作主機于機架左側空余臺面，理順光柵尺信號金屬軟管，無擠壓、彎折。

3. 溫濕度記錄儀通電放置設備旁，實時記錄校準環境條件。

4. 多功能插座接通220V市電，將數顯主機電源線插入插座。

3.2 開機歸零

1. 接通電源，按下光柵數顯主機電源鍵，屏幕點亮自檢。

2. 順時針緩慢搖動手輪，將右側滑動工裝移動至最左端起始位置。

3. 在數顯面板按下【ZERO/清零】鍵，設置光柵尺當前位置為位移零點。

4. 前后小幅移動工裝2~3次往返，確認數顯讀數回程無卡頓、無跳數，調試完成。

四、傳感器裝夾步驟（多點位移計/裂縫計通用）

4.1 裂縫計（表面式位移傳感器）裝夾

1. 松開機架左側立式支撐夾具鎖緊螺栓，根據裂縫計長度調整兩組支撐塊間距，匹配傳感器總長。

2. 將裂縫計主體平穩放置左側支撐夾具上，輕鎖夾具（不壓死外殼，僅限位固定）。

3. 拉出裂縫計伸縮測桿，將測桿端頭卡入右側滑動工裝的夾緊卡槽，擰緊工裝鎖緊螺絲固定測頭。

4. 再次回搖手輪至零點，確認光柵讀數為0，傳感器測桿無受壓、無預拉應力。

4.2 多點位移計（埋入式長測桿位移計）裝夾

1. 調整左側多組V型支撐塊，沿機架長度均勻排布，托住多點位移計長測桿，防止長桿懸空下垂彎曲。

2. 位移計固定端卡在左側固定夾具，位移計活動測頭端固定于右側滑動工裝。

3. 檢查測桿與導軌平行，無傾斜、單邊摩擦，避免校準過程產生附加側向力。

4.3 通用裝夾要求

- 傳感器測桿運動軸線必須與絲杠、光柵尺測量軸線保持同軸，避免側向摩擦力造成校準誤差。

- 裝夾完成手動輕推手輪小幅移動，確認傳感器伸縮順暢、無卡滯。

五、校準操作流程（振弦式位移傳感器標準校準步驟）

5.1 預行程調試

1. 勻速搖動手輪，將工裝振向移動至滿量程80%位置，再退回零點，往返3次預拉伸/壓縮，消除傳感器內部機械間隙。

2. 再次光柵尺清零，振式開始校準記錄。

5.2 振向行程校準（遞增位移）

1. 按照傳感器校準規范設定標準位移測點（如5mm、10mm、20mm、50mm、100mm等分點）。

2. 緩慢手搖進給至目標標準位移值（以光柵數顯讀數為準，光柵為標準真值），穩定停留30s。

3. 讀取被校位移計/裂縫計輸出讀數（振弦頻率/振弦電壓/光柵數值），記錄《校準原始記錄表》，填寫光柵標準值、傳感器示值。

4. 依次完成所有遞增測點，直至傳感器額定滿量程。

5.3 回程行程校準（遞減位移）

1. 滿量程點位穩定后，反向勻速搖動手輪，按測點反向依次退回零點。

2. 每個測點停留30s，同步記錄光柵標準位移與傳感器回程示值，用于計算回程誤差。

5.4 重復性校準（可選，計量取證必做）

重復振向+回程校準循環3次，記錄每組數據，計算傳感器示值重復性誤差。

5.5 校準結束操作

1. 將滑動工裝退回零點位置，松開傳感器工裝夾具與左側支撐夾具，取下被校傳感器。

2. 關閉光柵數顯主機電源，斷開市電插座，整理信號線、線纜整齊收納。

六、數據計算與判定

1. 示值誤差：示值誤差=傳感器讀數換算位移值 - 光柵標準位移值

2. 回程誤差：同一標準位移點，振向讀數與回程讀數差值絕對值

3. 重復性：同一行程多次測量示值最大差值

4. 依據對應行業規范（巖土工程儀器、振弦式傳感器國家標準）判定傳感器是否合格，出具校準記錄/校準證書。

七、日常維護與保養

1. 每日使用后：用無塵布擦拭鋁型材導軌、絲杠表面粉塵，清理夾具碎屑；絲杠表面少量涂抹潤滑硅脂。

2. 每周保養：檢查光柵尺金屬軟管有無破損、數顯按鍵是否靈敏；檢查手輪絲杠有無松動間隙，緊固工裝鎖緊螺絲。

3. 月度計量核查：使用標準量塊對光柵尺零點、量程進行核查，保證量值準確可溯源。

4. 長期存放：所有滑動部件涂抹防銹油，斷開電源，整機用防塵罩遮蓋，存放于干燥實驗室。

5. 禁止操作：導軌、光柵尺禁止用水沖洗；禁止大力撞擊機架；禁止超設備最大行程強行搖動手輪。

八、常見故障及解決辦法

故障現象 故障原因 處理方案

光柵數顯跳數、讀數不穩定 光柵尺信號線擠壓、導軌粉塵過多 理順信號軟管，擦拭光柵尺感應條，清理導軌灰塵

手輪搖動卡頓、阻力大 絲杠缺潤滑油、導軌有雜物 清理異物，絲杠加注專用潤滑脂

位移數據誤差偏大 傳感器測桿不同軸、夾具松動 重新裝夾，保證測桿與光柵同軸，鎖緊所有固定工裝

數顯主機無顯示 電源線接觸不良、插座斷電 檢查220V供電，重新插拔電源插頭

工裝夾緊后傳感器伸縮卡滯 夾具壓太緊、測桿偏斜 松開夾具重新調整同軸度，減小夾持力度

九、配套附件清單

1. 光柵數顯控制主機1臺

2. 高精度光柵尺測量組件1套

3. 手搖精密絲杠滑動工裝總成1套

4. 多規格可調支撐、夾緊夾具全套

5. 220V多功能電源插座1個

6. 溫濕度記錄儀1臺

7. 連接信號線纜、內六角緊固扳手一套

8. 設備使用說明書1份、校準原始記錄模板

十、附則

1. 本設備僅用于巖土工程位移類傳感器校準，禁止用于其他重物拉伸、力學加載試驗。

2. 設備計量溯源需定期送法定計量機構對光柵尺進行檢定，保證位移量值準確。

3. 非廠家授權人員不得自行拆解光柵尺、絲杠傳動結構，私自拆解將失去設備保修。