連續(xù)掃描式高精度電感傳感器研制.pdf

1、相比電容式傳感器、光柵傳感器等微位移測量裝置，電感式傳感器具有靈敏度高、重復(fù)性好、性能較為穩(wěn)定的優(yōu)勢，在用于超精密加工與測量場合的圓度儀系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。近年來，在圓柱度和圓度測量中，隨著對回轉(zhuǎn)型零件的測量精度要求越來越高，電感傳感器的測量精度也越來越受到人們的普遍關(guān)注，其發(fā)展已成為圓度儀等測量儀器的主要限制因素。為了進(jìn)一步提高電感傳感器系統(tǒng)的測量精度，需要從測頭機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)采測量電路兩方面同時進(jìn)行性能改善。為此本課題在本所已研制出的

2、傳感器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對其靈敏度低、非線性嚴(yán)重等問題，做出了相關(guān)改進(jìn)設(shè)計，并進(jìn)行了對比性實驗驗證。本文完成的主要工作有：
　　首先，從螺管型線圈結(jié)構(gòu)模型出發(fā)，依據(jù)畢奧薩法爾電磁場原理，分析了磁場特性與線圈結(jié)構(gòu)的靈敏度；又從磁電轉(zhuǎn)換的測量電路角度對提高靈敏度進(jìn)行了研究分析。為系統(tǒng)靈敏度的提高提出了有效措施，進(jìn)行了線圈結(jié)構(gòu)自身和測量電路的具體改進(jìn)設(shè)計，諸如線圈和磁芯的材料選擇、尺寸參數(shù)優(yōu)化、激磁信號源的電壓和頻率選擇、量程切換模塊的應(yīng)

3、用等。
　　其次，通過對原有系統(tǒng)進(jìn)行大量實驗，發(fā)現(xiàn)并分析了其非線性的問題。從機(jī)械結(jié)構(gòu)和測量電路兩方面分析了其影響因素，對常用的非線性校正方法進(jìn)行了介紹和比較，提出了針對本系統(tǒng)的非線性補(bǔ)償方案，并編程應(yīng)用于系統(tǒng)軟件程序中，實現(xiàn)了系統(tǒng)的非線性校正。
　　再次，針對圓度測量中遇到的定位問題，特在測量系統(tǒng)中設(shè)計了采樣的觸發(fā)控制模塊，實現(xiàn)了采樣數(shù)據(jù)的時間控制，保證了圓度數(shù)據(jù)采集的重復(fù)性，使圓度評定更加可靠。
　　最后，對電感傳感