場(chǎng)式直線時(shí)柵位移傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、歷經(jīng)十多年的努力,圓分度時(shí)柵位移傳感器的研究已有很大突破,在時(shí)柵從實(shí)驗(yàn)室研究成果到市場(chǎng)化的產(chǎn)品推廣過(guò)程中邁出了步伐。與傳統(tǒng)柵式位移傳感器相比,時(shí)柵位移傳感器具有制造工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、成本低、智能化程度高等顯著優(yōu)勢(shì),具有很好的市場(chǎng)前景。
　　已經(jīng)研制出的場(chǎng)式直線時(shí)柵位移傳感器樣機(jī)驗(yàn)證了場(chǎng)式時(shí)柵完全可以用于直線測(cè)量,解決了機(jī)械式時(shí)柵不能解決的無(wú)限長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系問(wèn)題。筆者所在的課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下,借鑒了研發(fā)圓

2、分度時(shí)柵位移傳感器過(guò)程中積累的豐富經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步對(duì)場(chǎng)式直線時(shí)柵位移傳感器進(jìn)行了更深入的研究。在提高直線時(shí)柵精度上解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文所反映的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.對(duì)比分析光柵、感應(yīng)同步器和時(shí)柵的工作原理,找出它們的共性與區(qū)別,為直線時(shí)柵位移傳感器進(jìn)一步研究提供了理論依據(jù)。
　　2.提出合理的設(shè)計(jì)方案,以形成滿足時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的行波磁場(chǎng)。首先,設(shè)計(jì)出圓柱代替開(kāi)槽使間隙均勻的機(jī)械結(jié)構(gòu),保證了三相交流電機(jī)式繞組線圈在空間

3、上的均勻性。其次,自制的信號(hào)源給定尺繞組線圈提供對(duì)稱的三相激勵(lì)電流。以上兩點(diǎn)是行波磁場(chǎng)構(gòu)建勻速運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的關(guān)鍵所在,也是場(chǎng)式直線時(shí)柵的理論實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。
　　3.分別設(shè)計(jì)出定尺與導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)和滑尺與滑塊機(jī)構(gòu),保證了滑尺通過(guò)導(dǎo)軌與定尺保持平行,簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)安裝環(huán)節(jié),減小了阿貝誤差的影響。
　　4.采用逐點(diǎn)誤差補(bǔ)償法和最小二乘法對(duì)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,設(shè)計(jì)出更加方便的人機(jī)界面測(cè)量系統(tǒng),將下位機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過(guò)RS-232串口通訊傳給上位機(jī),進(jìn)行