時(shí)柵角位移傳感器自標(biāo)定研究.pdf

1、精密測(cè)量?jī)x器標(biāo)定技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段,也是計(jì)量領(lǐng)域科學(xué)研究的重要方面。角位移測(cè)量大量存在于以制造業(yè)為代表的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐中。時(shí)柵作為一種新型的位移傳感器,利用時(shí)間測(cè)量空間位移,以較低的加工成本獲得了較高的測(cè)量精度。
　　自標(biāo)定技術(shù)可以在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)器和參考母儀的條件下實(shí)現(xiàn)傳感器系統(tǒng)的誤差自標(biāo)定。針對(duì)場(chǎng)式時(shí)柵角位移傳感器需要高精度參考母儀對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定,和在惡劣工作環(huán)境中傳感器的電氣、機(jī)械等參數(shù)發(fā)生變化的問(wèn)題。根據(jù)計(jì)量檢測(cè)體系

2、中的圓周封閉原則以及場(chǎng)式時(shí)柵角位移傳感器自身誤差特點(diǎn),提出一種時(shí)柵角位移傳感器系統(tǒng)誤差自標(biāo)定方法。實(shí)驗(yàn)證明,采用這種誤差自標(biāo)定方法消除了時(shí)柵系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的影響,實(shí)現(xiàn)了時(shí)柵角位移傳感器的誤差標(biāo)定。
　　筆者所在的課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下,開(kāi)展了時(shí)柵角位移傳感器量值溯源,誤差自標(biāo)定等方面的研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.根據(jù)角位移測(cè)量領(lǐng)域圓周封閉原則提出了一種時(shí)柵角位移傳感器量值溯源的方案。從計(jì)量檢測(cè)體系的角度分析角位

3、移測(cè)量的量值溯源問(wèn)題,以及傳感器檢定、標(biāo)定和校準(zhǔn)之間的關(guān)系。對(duì)角位移傳感器各種自標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了比較和研究,獲得理論指導(dǎo)和借鑒。
　　2.提出了時(shí)柵系統(tǒng)誤差自標(biāo)定方案,進(jìn)行理論推導(dǎo)。探討了時(shí)柵位移傳感器的測(cè)量原理以及位移測(cè)量中的時(shí)空轉(zhuǎn)換思想,從誤差自標(biāo)定的角度通過(guò)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)研究了場(chǎng)式時(shí)柵的誤差特點(diǎn)。
　　3.研究了場(chǎng)式時(shí)柵角位移傳感器自標(biāo)定的一種可行性結(jié)構(gòu),利用時(shí)柵傳感器對(duì)極點(diǎn)誤差極小的特點(diǎn)和差極式時(shí)柵極距存在的差分關(guān)系,

4、建立基準(zhǔn)點(diǎn),對(duì)傳感器進(jìn)行自標(biāo)定檢測(cè),獲取傳感器的誤差曲線。
　　4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)時(shí)柵自標(biāo)定系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)時(shí)柵傳感器信號(hào)進(jìn)行采樣和分析,進(jìn)行了信號(hào)正交性實(shí)驗(yàn),間距誤差驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),對(duì)極內(nèi)對(duì)極點(diǎn)誤差測(cè)量實(shí)驗(yàn),誤差分離及誤差修正實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證了時(shí)柵自標(biāo)定方法的正確性和可行性。
　　綜上所述,本文在研究相關(guān)自標(biāo)定方法和角位移量值溯源的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并研制了具有自標(biāo)定功能的時(shí)柵角位移傳感器。通過(guò)理論推導(dǎo),誤差分析,樣機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證明確了時(shí)柵