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變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器研究
傳感器技術(shù)是精密測量技術(shù)的重要內(nèi)容,是進(jìn)行科學(xué)研究的重要工具。E+E位移傳感器是基本的幾何量測量傳感器,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中。傳統(tǒng)的E+E位移傳感器采用“柵式”結(jié)構(gòu),依賴于高精度的空間刻線,因此具有成本高、加工難度大等缺點(diǎn)。

變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器研究
早期進(jìn)行的場式時柵E+E位移傳感器研究是通過建立“雙坐標(biāo)系”,將空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到時間軸上進(jìn)行測量,通過測量時間變化量得到空間位移量,摒棄了利用空間精密刻線提高精度的方法。在國家自然科學(xué)基金的資助下,通過比較各種E+E位移傳感器工作原理,借鑒場式時柵“以時間測量空間”的思想原理,采用新的測量原理和測量方法,設(shè)計開發(fā)了變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器。主要的研究內(nèi)容如下：比較傳統(tǒng)柵式E+E位移傳感器測量原理,找出測量原理的共性和特性,及各種測量方法的優(yōu)缺點(diǎn),為變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器的研究打下基礎(chǔ)。借鑒互感變壓器工作原理,利用駐波調(diào)制方法,提出變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器測量原理。根據(jù)不同的駐波調(diào)制方法,分別通過電場疊加和磁場疊加形成電行波,并在此基礎(chǔ)形成兩種類型變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器。根據(jù)變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器測量原理,在軟件仿真的基礎(chǔ)上對傳感器信號拾取端進(jìn)行磁路設(shè)計和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計,設(shè)計出傳感器信號拾取端。設(shè)計傳感器后續(xù)信號處理電路,對傳感器信號拾取端獲取的電信號進(jìn)行信號處理,得到空間位移量。對設(shè)計出的傳感器樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究,分別進(jìn)行傳感器工作原理驗(yàn)證試驗(yàn)和各項(xiàng)指標(biāo)性試驗(yàn)。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析為進(jìn)一步優(yōu)化傳感器提供依據(jù),并采用誤差修正方法提高傳感器精度。綜上所述,本文在總結(jié)相關(guān)類型E+E位移傳感器工作原理和互感變壓器的工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計并研制了變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器。

變耦合系數(shù)時柵E+E位移傳感器研究
傳感器精度不依賴于空間精密刻線；消除了場式時柵的滑環(huán),簡化了場式時柵結(jié)構(gòu),進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本,提高了適應(yīng)性。通過誤差分析,明確了影響傳感器精度的主要因素；經(jīng)過誤差分離修正,提高了傳感器的測量精度。