基于微平面陣元的位移傳感機理研究.pdf

1、由于當前我國制造業(yè)正處于轉型升級階段，而智能化和自動化是制造業(yè)發(fā)展一大趨勢，導致對閉環(huán)控制系統(tǒng)的要求會越來越高。而作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心部件之一的位移傳感器，其工作性能在一定程度上影響整個控制系統(tǒng)的工作效果。一些控制系統(tǒng)的工作環(huán)境非常復雜，而電磁式位移傳感器由于其具有抗干擾性強，可靠性高等優(yōu)點，所以經常被選用做系統(tǒng)的位置反饋元件。電磁式位移傳感器是通過擾動激勵磁場得到感應電信號方式進行位移測量的。因此，激勵磁場分布特性對傳感器的測量精度

2、影響很大，為了減小傳感器的測量誤差，一般采取軟、硬件補償?shù)姆绞?，例如：開斜槽，正弦繞組法，建立誤差修正模型等。然而，這些方式一方面受到制造成本的制約，另一方面由于在勵磁信號的源頭上已經引入了較大的測量誤差，所以難以再進一步提高傳感器的測量精度。鑒于此現(xiàn)狀，本文開展了基于微平面陣元的位移傳感機理研究。本文的主要研究內容和成果如下：
　?、偻ㄟ^總結分析當前典型電磁式位移傳感器中的感應同步器和電磁場式時柵位移的傳感機理，深入開展了測量所

3、需磁場分布的研究，指出基波脈振磁場就是測量所需的磁場分布，并研究了通過多匝方形線圈組成的微平面陣元構造出無限接近于基波脈振磁場的磁場分布，繼而提出了一種以微平面陣元為核心，融合了電磁場式時柵傳感機理的位移傳感機理。
　?、诟鶕?jù)基于微平面陣元的位移傳感機理，設計新型時柵位移傳感器，并進行仿真分析，仿真結果不僅表明了基于微平面陣元的位移傳感機理從勵磁信號源頭上減小了時柵的原始誤差，而且驗證了微平面陣元和新型時柵位移傳感器結構上的可行性

4、。
　?、鄞罱▊鞲衅鳂訖C的實驗平臺，實驗驗證新型時柵位移傳感器的可行性。實驗結果表明：基于微平面陣元的位移傳感機理和新型時柵位移傳感器是可行性，且在0mm～130mm范圍內，新型時柵較現(xiàn)有時柵的原始誤差減小了55％，經過誤差修正后測量精度可以達到±3.6um。
　?、転榱藵M足微平面陣元結構要求，采用了PCB（Printed Circuit Board)技術，通過多層結構設計，不僅減小了傳感器結構尺寸及自身重量，而且獲得較傳統(tǒng)