高线性度液压阀用LVDT位移传感器的研究

发布时间：2017-10-29 01:11

  本文关键词：高线性度液压阀用LVDT位移传感器的研究

  更多相关文章： LVDT 电磁场仿真 线性度 灵敏度 行程体长比

【摘要】：本文通过建立液压阀用LVDT位移传感器的有限元仿真模型,运用电磁场仿真软件Ansoft Maxwell对其电磁特性进行数值计算。针对目前LVDT线性度低、线性行程短、行程体长比小的问题,提出一种LVDT新结构,该结构有效地改善了这些问题。本文还通过搭建LVDT试验系统,对某公司产品进行了试验研究,结果表明,仿真计算所得结果与试验结果比较吻合。论文主要研究内容如下:第一章,介绍了电液比例控制技术和LVDT位移传感器的发展历史,阐述了LVDT的主要特点;简要概述了LVDT的国内外应用情况、发展趋势和研究现状;简明概述了本课题的研究意义以及主要研究内容。第二章,简要概述了LVDT的工作原理、等效电路及静动态特性,建立了LVDT的数学模型,通过数学模型厘清了各个参数间的关系。并对LVDT的等效建模方法进行了研究,建立了合理的有限元仿真模型。第三章,运用电磁仿真软件Ansoft Maxwell对LVDT进行稳态电磁场仿真分析。针对目前LVDT在性能方面存在的缺陷,提出一种LVDT新结构。该结构在线圈骨架上加入两个完全相同的关于初级线圈对称的导磁环,从而有效提高了LVDT的线性度、线性行程及行程体长比。此外,本章还对LVDT的耐压管运用Workbench仿真软件进行了耐压管强度分析,得到了其在高压环境中的工作状态。第四章,运用电磁仿真软件Ansoft Maxwell对改进前后的LVDT结构进行了瞬态场仿真计算分析;对软磁材料做了较为详尽的介绍,并分析了软磁材料的不同特性对LVDT性能的影响;最后通过搭建LVDT的试验系统,对某公司LVDT产品进行了试验研究,结果表明,其仿真结果与试验结果较吻合,因此,通过有限元仿真所得结论可以比较真实地反应产品的实际性能。最后,对本文的高精度液压阀用LVDT位移传感器的研究工作进行了总结,并展望了下一步的研究工作。
【关键词】：LVDT 电磁场仿真 线性度 灵敏度 行程体长比
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 LVDT的研究背景9-13
• 1.2 课题的研究目的和意义13
• 1.3 LVDT的国内外研究现状13-16
• 1.3.1 国内研究现状分析13-15
• 1.3.2 国外研究现状分析15-16
• 1.4 课题来源及论文主要内容16-18
• 第2章 LVDT的理论分析及等效建模方法18-32
• 2.1 LVDT的理论分析18-25
• 2.1.1 LVDT的工作原理18-19
• 2.1.2 等效电路分析19-21
• 2.1.3 零点残余电压21-22
• 2.1.4 LVDT的数学模型22-25
• 2.2 LVDT的静动态特性25-26
• 2.2.1 LVDT的静态特性25
• 2.2.2 LVDT动态特性25-26
• 2.3 LVDT的等效建模26-31
• 2.3.1 Ansoft Maxwell电磁场分析软件简介26
• 2.3.2 LVDT的有限元仿真模型26
• 2.3.3 LVDT线圈的等效建模26-29
• 2.3.4 LVDT结构的等效建模29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 LVDT稳态磁场仿真及耐压管强度分析32-48
• 3.1 静磁场仿真分析32-40
• 3.1.1 静磁场理论基础32
• 3.1.2 材料定义及分配32-33
• 3.1.3 激励源与边界条件定义33-34
• 3.1.4 网格剖分设置34-35
• 3.1.5 LVDT线圈电感分析35-38
• 3.1.6 LVDT的结构改进38-40
• 3.2 涡流分析40-44
• 3.2.1 2D涡流场分析理论基础40-41
• 3.2.2 涡流分析中的阻抗矩阵41-43
• 3.2.3 焦耳损耗分析43-44
• 3.3 耐压管的强度分析44-46
• 3.3.1 结构静力学分析理论基础44-45
• 3.3.2 耐压管强度仿真分析45-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第4章 LVDT瞬态磁场仿真分析及试验研究48-69
• 4.1 瞬态场理论基础48
• 4.2 添加外部电路激励48-50
• 4.3 瞬态仿真计算50-52
• 4.4 LVDT改进结构仿真分析52-59
• 4.4.1 导磁环对LVDT性能的影响52-55
• 4.4.2 线圈对LVDT性能的影响55-57
• 4.4.3 导磁部分倒圆角对LVDT性能的影响57-59
• 4.5 软磁材料的选择及对LVDT性能的影响分析59-65
• 4.5.1 软磁材料简介59-60
• 4.5.2 软磁材料特性对LVDT性能的影响60-61
• 4.5.3 外壳端盖特性对LVDT性能的影响分析61-64
• 4.5.4 涡流效应对LVDT性能的影响64-65
• 4.6 LVDT的试验研究65-67
• 4.7 本章小结67-69
• 总结与展望69-71
• 1. 总结69-70
• 2. 展望70-71
• 致谢71-72
• 附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文72-73
• 附录B 专利申请情况73-74
• 附录C 科研实践74

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