調(diào)頻式電容位移傳感器中若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、電容位移傳感器因其高分辨力、高頻響和非接觸測量等優(yōu)點，可實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)精度、往復機構(gòu)運動特性以及檢定工件尺寸、平直度等的測量，被廣泛應(yīng)用于超精密定位和超精密測量領(lǐng)域。目前微電子制造業(yè)、微光學器件加工和微機械制造等領(lǐng)域中超精密加工技術(shù)的發(fā)展迅猛，研究具有高頻響、高分辨力和高信噪比的微位移傳感器，已經(jīng)成為傳感測量領(lǐng)域中重要的研究方向。
　　本課題針對調(diào)頻式電容位移傳感器進行關(guān)鍵技術(shù)研究，主要解決調(diào)頻式電容傳感器中存在的穩(wěn)定性、零點漂

2、移和非線性誤差等關(guān)鍵技術(shù)問題，在此基礎(chǔ)上提高傳感器的位移靈敏度和抗干擾能力。通過深入研究傳感器的制作方法，將數(shù)字電路與模擬電路相結(jié)合，利用差頻調(diào)頻技術(shù)研制了調(diào)頻式電容位移傳感器，主要研究工作如下：
　　1.利用調(diào)頻電路具有抗電磁干擾能力強和傳輸特性好的優(yōu)點，通過雙路差頻方法使LC振蕩器在獲得高振蕩頻率（3.7MHz）同時提高了調(diào)制靈敏度，并為提高中頻檢波靈敏度提供條件；
　　2.針對調(diào)頻電容傳感器存在LC振蕩器頻率隨機漂移和

3、溫度漂移，致使傳感器輸出信號穩(wěn)定性差，零點存在漂移的問題，通過設(shè)計合理的電路結(jié)構(gòu)降低極間分布電容、負載電阻對頻率穩(wěn)定度的影響，提高振蕩電路的交流輸入阻抗以抑制振蕩電路的Q值下降；同時利用硬件溫度補償技術(shù)抑制溫度漂移，以保證頻率的穩(wěn)定性；
　　3.深入研究基于變壓器耦合的相位鑒頻器，通過調(diào)節(jié)鑒頻器特性曲線對電容傳感器的非線性進行補償，該鑒頻方法不僅具有寬頻響，而且提高了傳感器的線性度。
　　4.針對電容傳感器中存在的高頻電子噪