高精度電感傳感器相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、電感傳感器是一種建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上，利用線圈的自感或互感系數(shù)的改變來實(shí)現(xiàn)位移量測量的傳感器。整個(gè)電感傳感器系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集電路和電感測頭兩部分組成。電感測頭感知微小位移量，并輸出與位移量成一定關(guān)系的電壓量；數(shù)據(jù)采集電路板則擔(dān)負(fù)著連接傳感器測頭和上位機(jī)的重任，一方面要為傳感器測頭提供激勵(lì)信號，并對傳感器測頭輸出信號進(jìn)行解調(diào)和數(shù)據(jù)采集，另一方面要實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。
　　本文要求研制一套高精度的電感傳感器系統(tǒng)，一方面對數(shù)據(jù)采集電路板進(jìn)

2、行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，改善溫漂、穩(wěn)定性等；另一方面對電感傳感器測頭內(nèi)部線圈的電磁場進(jìn)行計(jì)算與分析，為電感線圈的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的電感測頭。
　　首先，本文對電感傳感器的工作原理做了簡單介紹，并根據(jù)電感傳感器的特點(diǎn)從總體上設(shè)計(jì)了電感傳感器的數(shù)據(jù)采集電路和機(jī)械測頭。
　　其次，本文重點(diǎn)討論了電感測頭內(nèi)線圈的電磁場分布，對螺線管線圈的磁場分布、電感量、靈敏度等作了分析；詳細(xì)計(jì)算了線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對電磁場的影響，為

3、電感測頭線圈的設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)；并對本課題實(shí)際設(shè)計(jì)的差動螺管式線圈的電磁場進(jìn)行了計(jì)算。
　　再次，為了研制高精度的電感傳感器系統(tǒng)，本課題設(shè)計(jì)了配套的電感測頭，對其機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并對機(jī)械運(yùn)動誤差做了計(jì)算；并運(yùn)用機(jī)械仿真軟件對本振頻率進(jìn)行了模態(tài)分析。
　　最后，本文分別對線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的兩個(gè)電感測頭做了實(shí)驗(yàn)分析，對非線性度、電壓靈敏度以及分辨力進(jìn)行了對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，線圈半徑減小后，傳感器非線性度由5.4％提高到了1