變耦合系數時柵E+E位移傳感器研究
傳感器技術是精密測量技術的重要內容,是進行科學研究的重要工具。E+E位移傳感器是基本的幾何量測量傳感器,廣泛應用于生產實踐和科學研究中。傳統(tǒng)的E+E位移傳感器采用“柵式”結構,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。

變耦合系數時柵E+E位移傳感器研究
早期進行的場式時柵E+E位移傳感器研究是通過建立“雙坐標系”,將空間坐標轉換到時間軸上進行測量,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,設計開發(fā)了變耦合系數時柵E+E位移傳感器。主要的研究內容如下：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,為變耦合系數時柵E+E位移傳感器的研究打下基礎。借鑒互感變壓器工作原理,利用駐波調制方法,提出變耦合系數時柵E+E位移傳感器測量原理。根據不同的駐波調制方法,分別通過電場疊加和磁場疊加形成電行波,并在此基礎形成兩種類型變耦合系數時柵E+E位移傳感器。根據變耦合系數時柵E+E位移傳感器測量原理,在軟件仿真的基礎上對傳感器信號拾取端進行磁路設計和機械結構設計,設計出傳感器信號拾取端。設計傳感器后續(xù)信號處理電路,對傳感器信號拾取端獲取的電信號進行信號處理,得到空間位移量。對設計出的傳感器樣機進行試驗研究,分別進行傳感器工作原理驗證試驗和各項指標性試驗。通過試驗數據結果分析為進一步優(yōu)化傳感器提供依據,并采用誤差修正方法提高傳感器精度。綜上所述,本文在總結相關類型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上,設計并研制了變耦合系數時柵E+E位移傳感器。

變耦合系數時柵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),簡化了場式時柵結構,進一步降低了生產成本,提高了適應性。通過誤差分析,明確了影響傳感器精度的主要因素；經過誤差分離修正,提高了傳感器的測量精度。