基于交变电场的绝对式直线位移测量技术研究

发布时间：2024-03-17 07:40

　　高端制造业的迅猛发展对数控机床的加工速度和定位精度要求越来越高。在线性位移测量方面,传统增量式传感器开始不能满足对线性位移的精密定位和闭环控制的要求,正逐渐向绝对式位移传感器转变。目前应用最为广泛的绝对式光栅位移传感器,由于数控机床工作环境恶劣(机械振动、粉尘污染等),使得其测量精度降低,并加大其成本。同时光栅的测量方法及其栅线制造又受到光学衍射极限的制约和精密加工工艺的限制,使得其性能难以得到进一步提升。而近年来提出的电场式时栅,利用时间测量精度高于空间测量精度三个量级的优势,采用高频时钟插补技术,通过对相对时间差的测量来实现对绝对空间位移的高精度测量,避免了精密加工工艺的限制。在此基础上,本文提出了一种基于交变电场的差极绝对式直线时栅位移传感器,其主要内容如下:(1)根据电场式直线时栅位移传感器的测量原理,设计了差极绝对式直线时栅结构。差极绝对式直线时栅由两路单列式传感结构构成,一路单列式传感结构在整个传感器长度上由n对极组成,作为精测以保证测量精度;另一路单列式传感结构在整个传感器长度上由n-1对极组成,用来获取两路单列式传感结构输出信号的相位差以实现绝对定位。(2)研究了差极绝...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.3双列式直线时栅

(a)双列式直线时栅结构图图2.3双列式直图2.4(a)是双列式直线时栅的A激励相，频同振幅的相位相差180的sin信号：US+=A装置的半正弦形动尺极片感应输出UOS，如图覆盖一片定尺极片，并连同后续处理电路形成整个感应动尺极片阵列则形成一系列并联连接所示....

图4.2RenishawXL80激光干涉仪根据时栅原理可知，确定传感器测量误差时需要一个参考基准以鉴定时栅尺的

图4.2RenishawXL80激光干涉仪据时栅原理可知，确定传感器测量误差时需要一个参考基准以鉴定时栅尺即需要一个高精度的直线位移传感器来作为真值，将传感器测得值与真值做差即可得出传感器测量误差。因而，要求作为参考基准的传感器的线性非常高。本文主要选用英国Renish....

图4.3PhysikInstrumenteH-824精密六自由度定位平台

4实验验证与分析PhysikInstrumente(PI)H-824精密六自由度定位平台传感器性能测量过程中，必须保证传感器平行对齐安装，由于PI提供多种动化线性平台，行程从数毫米扩展至数米，精度等级从纳米级达微米级采用PIH-824精密六自由度定位平台来装置....

图4.4AEROTECHABL2000精密直线位移气浮控制平台

表4.2AEROTECHABL2000精密直线位移气浮控制平台性能表AEROTECHABL2000气浮平台规格参数（ABL2000）控制器AEROTECHA3200行程1200mm精度±0.50μm重复定位精度0.20μm直线度±0.25μm平面度±0....

本文编号：3930708