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時柵E+E位移傳感器的誤差分離與補償方法研究
為進一步提高時柵角位移測量系統(tǒng)的測量精度,降低生產(chǎn)成本和生產(chǎn)時間,根據(jù)時柵傳感器的誤差組成和誤差特性,提出了一種新的誤差補償方法;同時建立了基于傅里葉函數(shù)的誤差分離模型。該補償方法將沿空間正弦分布的非線性誤差轉(zhuǎn)化成線性誤差,并運用zui小二乘法理論對系統(tǒng)的誤差進行補償。通過試驗與測試證明,采用該方法進行誤差補償可以大幅度提高時柵角位移測量系統(tǒng)的測量精度。

時柵E+E位移傳感器的誤差分離與補償方法研究
許多傳感器都存在加工制造精度不足和安裝誤差問題,導(dǎo)致通過轉(zhuǎn)換元件拾取的信號時強時弱,而信號幅值的波動又引起傳感器的測量誤差。基于提出的時空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法,分析用此方法實現(xiàn)直線位移測量的原理,給出行波磁場下感應(yīng)信號的數(shù)學(xué)模型,并對直線時柵E+E位移傳感器結(jié)構(gòu)進行設(shè)計.原有的基于變耦合系數(shù)變壓器原理的時柵E+E位移傳感器方案在產(chǎn)生電行波的過程中,所得的電行波信號相對較小,而且很容易受到周圍電磁環(huán)境影響。本文對利用光電技術(shù)和變電容產(chǎn)生電行波信號的方法進行了分析總結(jié),進而提出了一種全新的電行波信號產(chǎn)生方法。針對這一問題,作者在“運用電子技術(shù)去彌補機械精度的不足”的思想指導(dǎo)下,提出了一種電子校正的方法,將無線電信號處理中的自動增益控制技術(shù)應(yīng)用到傳感器信號處理中,并設(shè)計了由乘除法器AD534構(gòu)成的自動增益控制(AGC)電路。zui后,以作者正在研制的時柵E+E位移傳感器為例,給出了采用自動增益控制技術(shù)前后的對比實驗結(jié)果。在已研制成功的圓時柵的基礎(chǔ)上,開展了比圓分度應(yīng)用范圍更廣的直線式時柵傳感器的研究。直線式時柵基于直線電機原理建立物理模型與數(shù)學(xué)模型,作為直線式時柵的理論基礎(chǔ)和技術(shù)依據(jù)。提出了直線式時柵的機械結(jié)構(gòu)型式,同時研究了增量式時柵的信號處理電路及軟件系統(tǒng)。研究結(jié)果表明,該模塊測量精度高于現(xiàn)有直線式傳感器的中高檔水平,具有較好的工藝性且成本低于現(xiàn)有中低檔直線式傳感器。為了解決傳統(tǒng)測量技術(shù)對精密制造的過分依賴問題,研究者經(jīng)過多年努力研制成功一種全新原理的E+E位移傳感器———時柵傳感器.實踐表明它具有高精度低成本和智能化等顯著優(yōu)點,目前正在產(chǎn)品化過程之中.為了實現(xiàn)制造成本低、易加工、高精度的位移測量,設(shè)計了一種光場耦合式的時柵E+E位移傳感器。介紹了利用基于交變光場的兩路駐波合成電行波信號,并通過鑒相的方式實現(xiàn)空間位移轉(zhuǎn)換的測量原理;完成了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,給出了傳感器的系統(tǒng)框圖,具體分析了信號處理電路的功能。實驗結(jié)果表明:光場耦合式的時柵E+E位移傳感器在108 mm范圍內(nèi)誤差為±0.5μm。

時柵E+E位移傳感器的誤差分離與補償方法研究
針對時柵角E+E位移傳感器產(chǎn)業(yè)化過程中產(chǎn)品質(zhì)量檢定環(huán)節(jié)采用人工檢定方式導(dǎo)致工作效率低且容易產(chǎn)生漏記、錯記進而影響產(chǎn)品質(zhì)量檢定的問題,研制了時柵角E+E位移傳感器自動檢定系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PMAC作為運動控制單元,以直驅(qū)電機作為驅(qū)動機構(gòu),有效減小傳動環(huán)節(jié)誤差,質(zhì)量檢定選用ELCOMAT3000型雙軸電子自準(zhǔn)直儀,全量程檢定誤差小于±0.25″。構(gòu)建了參數(shù)化的直線梯形加速運動模型與產(chǎn)品質(zhì)量檢定算法,整個產(chǎn)品質(zhì)量檢定全部自動完成,檢定精度高,工作效率得到有效提升,產(chǎn)品質(zhì)量得到可靠的保證。