PSD位移E+E傳感器測量誤差的修正方法
為了提高自制位置敏感探測器()激光三角PSD位移E+E傳感器的精度,提出一種簡單、可行的數據修正方法,對傳感器所采用的測量原理、敏感器件及自制工藝等進行了研究。對自制的PSD位移E+E傳感器的靜態精度進行實驗標定,分析其位移誤差曲線。通過將位移測量誤差曲線與敏感器件自身檢出誤差曲線進行比對,結合自制傳感器的組裝工藝,分析其誤差來源。基于磁敏感角度測量處理器MLX90316開發了一種PSD位移E+E傳感器。

PSD位移E+E傳感器測量誤差的修正方法
分析了PSD位移E+E傳感器的測量原理并推導了拉線位移與滾輪角度的解析關系。基于Cortex ARM處理器,設計了PSD位移E+E傳感器的角度信號采集和信號輸出電路;完成了傳感器的整機機械結構設計。開發了PSD位移E+E傳感器的應用軟件,具有參數設置、傳感器標定及符合標準Modbus協議的通訊等功能。試驗表明:PSD位移E+E傳感器測量精度能達到0.02 mm,性能穩定,可滿足工業領域對位移測量的需求。然后,通過調整激光三角測量原理中位移傳遞公式的具體參數,達到優化自制PSD位移E+E傳感器的靜態精度的目的。zui后,用反復多次地,不同測量范圍、測量步長下的位移數據曲線優化效果,證明這種修正方法的普適性。為了提高PSD位移E+E傳感器標定精度和實現自動標定,設計一種量程為18cm的PSD位移E+E傳感器校準裝置對PSD位移E+E傳感器進行在線校準。通過對解調儀測量的波長量和計算得出的位移量進行zui小二乘法擬合得到傳感器的靜態標定系數,并對標定裝置和傳感器進行不確定度評定。實驗結果表明:PSD位移E+E傳感器標定平臺標定得到PSD位移E+E傳感器的靈敏度為0.0145nm/mm,線性度為99.87%,重復性誤差為0.082%,校準裝置的測量不確定度為0.11mm。實驗結果證明:經過該方法修正后,自制的PSD位移E+E傳感器的測量數據的誤差降低約80%,其靜態位移精度基本達到1%。這種修正方法能夠簡單、有效地提高激光三角PSD位移E+E傳感器的測量精度。針對PSD位移E+E傳感器性能檢測要求,提出一種新型PSD位移E+E傳感器性能檢測試驗平臺的設計方案。此方案采用手動夾緊方式,通過試驗平臺上的直線運動單元帶動磁鋼與PSD位移E+E傳感器做相對運動,采集卡將傳感器信號傳遞給工控機,由工控機分析PSD位移E+E傳感器的精確度。

PSD位移E+E傳感器測量誤差的修正方法
在此基礎上,完成檢測試驗平臺的結構設計并在Solid Works平臺中建立該檢測設備的三維CAD模型,完成此試驗平臺核心部件選型與電氣系統設計。仿真結果表明:該設備能完成PSD位移E+E傳感器性能檢測的所有動作要求。