基于標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建的新型變磁阻式時(shí)柵測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、精密測(cè)量技術(shù)是確保加工質(zhì)量的重要手段之一，其結(jié)果直接決定產(chǎn)品的品質(zhì)。位移作為一種最基本的物理量，大量生產(chǎn)實(shí)踐中需要對(duì)其進(jìn)行精密測(cè)量。位移測(cè)量中以光柵為代表的傳統(tǒng)柵式位移傳感器，其測(cè)量精度主要依賴精密刻劃技術(shù)的刻劃精度。磁場(chǎng)式時(shí)柵傳感器通過建立相對(duì)運(yùn)動(dòng)“雙坐標(biāo)系”，將空間位移量轉(zhuǎn)換為時(shí)間量完成測(cè)量，實(shí)現(xiàn)大柵距下的精密測(cè)量，回避了傳統(tǒng)柵式位移傳感器依賴精密刻劃實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的弊端。但是，磁場(chǎng)式時(shí)柵傳感器又對(duì)整周開槽的等分性提出了一定的要求，

2、受目前機(jī)械開槽精度的限制，磁場(chǎng)式時(shí)柵整周開槽的等分精度難以保證，從而制約其測(cè)量精度的進(jìn)一步提高。同時(shí)由于磁場(chǎng)式時(shí)柵傳感器存在槽間距較小且需要人工繞線的缺點(diǎn)，從而很難保證整周繞線的一致性，給傳感器引入了新的誤差源，再次制約傳感器精度的提高。
　　本文針對(duì)上述問題，提出采用標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建時(shí)柵的新思路，使用制造精度可以達(dá)到計(jì)量等分精度的標(biāo)準(zhǔn)件—滾針作為時(shí)柵磁場(chǎng)耦合單元，從而提高標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建的新型變磁阻式時(shí)柵整周磁場(chǎng)耦合單元的等分性，同時(shí)采用標(biāo)

3、準(zhǔn)件構(gòu)建時(shí)柵可以實(shí)現(xiàn)傳感器繞線的機(jī)械化，提高繞線效率，消除人工繞線所引入的誤差，從而達(dá)到提高測(cè)量精度的目的。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：①深入研究時(shí)間測(cè)量空間原理、磁場(chǎng)式時(shí)柵傳感機(jī)理及行波合成方法，建立標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建的新型變磁阻式時(shí)柵磁路數(shù)學(xué)模型。②利用電磁場(chǎng)仿真軟件，建立標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建的新型變磁阻式時(shí)柵仿真模型，重點(diǎn)對(duì)傳感器的有效半徑和磁路氣隙長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化，總結(jié)兩者的設(shè)計(jì)規(guī)律，建立90對(duì)極仿真模型，將其仿真結(jié)果與場(chǎng)式時(shí)柵結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得出兩者之間的

4、差異，最后根據(jù)仿真優(yōu)化結(jié)果設(shè)計(jì)90對(duì)極標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建的新型變磁阻式時(shí)柵原理樣機(jī)。③設(shè)計(jì)基于SOPC技術(shù)的信號(hào)處理系統(tǒng)，使整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，信號(hào)處理性能更高，同時(shí)設(shè)計(jì)電阻鏈移相電路解決低頻激勵(lì)源下，因傳感器頻率響應(yīng)速度慢，而帶來測(cè)量速率較慢的問題。④實(shí)驗(yàn)研究，原理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證樣機(jī)駐波信號(hào)和行波信號(hào)的產(chǎn)生；性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建的新型變磁阻式時(shí)柵測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，精度及頻率響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)建時(shí)柵的方式可以有效提高時(shí)