寄生式时栅角位移传感器安装误差自补偿系统的研究
发布时间：2021-04-10 19:13
在寄生式时栅使用过程中,由于时栅测头以离散的形式均匀分布在被测对象圆周上,从而人为安装的局限性总是导致测头与被测对象之间的间隙、俯仰角、偏摆角等安装误差不可避免存在,且随测头与被测对象的相对转动发生连续性、无规则变化,因而无法通过建立理论的数学模型实现安装误差实时修正与补偿。为了实现寄生式时栅安装误差实时修正与补偿,本文通过对原有寄生式时栅测头结构进行改进,设计出一款寄生式时栅角位移传感器安装误差自补偿系统,即利用三点法误差分离技术在原有寄生式时栅测头结构中耦合进三组电涡流传感器,通过电涡流传感器测量被测对象与离散测头之间的间隙值,建立间隙、俯仰角、被测转角三者之间的关系方程,得出受安装误差影响后的实际转角,最终实现对寄生式时栅安装误差的实时在线一体化测量与补偿,实现对寄生式时栅更精确的测量。寄生式时栅安装误差自补偿系统设计主要包括电路设计与结构设计两个部分。由于耦合进电涡流传感器的缘故,首先需对其电路部分进行设计。当分别施加不同频率的激励信号时,寄生式时栅传感器与电涡流传感器生成的感应信号发生互相干扰,即耦合现象。因此,需设计处理电路对感应信号进行提取与处理,最终获取有用的感应信号。...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.2时栅传感器发展历程
齿轮类传动件（齿轮、齿条、涡轮等）代替，并将原来的定子线圈离散成多个??单个的测头线圈均匀分布在被测对象圆周上［２８］，从而完成寄生式时栅传感器的??设计，其实物图如图１．３所示。??图１．３寄生式时栅实物图??Ｆｉｇ．ｌ?．３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ?ｏｆ?ｐａｒａｓｉｔｉｃ?ｔｉｍｅ?ｇｒａｔｉｎｇ??由于人为安装的缘故，导致安装误差总是不可避免的存在，从而对寄生式??时栅的测量结果造成一定的影响。本文以寄生式时栅为基础进行研宄，通过对??其测头结构进行改进，设计出一款寄生式时栅角位移传感器安装误差自补偿系??统，实现对安装误差的实时测量与补偿。??３??
寄生式时栅传感器主要由信号发生和处理两个部分组成，其中信号发生部??分主要由离散测头、被测对象组成，其主要结构则是将离散测头沿被测对象周??围进行均匀分布安装，并将测头位置相对被测对象固定，结构图如图２．１所示。??在对结构进行设计时，通常将离散测头齿分别错开１／４节距，并利用中心对称原??则将两路寄生式时栅的激励线圈绕制于测头两侧１４８］，从而实现两路激励线圈在??空间上的正交。??—???．．?被测齿轮??漏??图２．１寄生式时栅结构示意图??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐａｒａｓｉｔｉｃ?ｔｉｍｅ?ｇｒａｔｉｎｇ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??为了能够得到更好质量的感应信号，激励线圈与感应线圈均采用多匝数线??圈绕组的形式，并采用“八字形”绕线法，如图２．２所示。同时，对激励线圈１??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]寄生式时栅传感器动态测量误差的贝叶斯建模[J]. 杨洪涛,章刘沙,周姣,费业泰,彭东林. 光学精密工程. 2016(10)
[2]TMR效应在时栅传感器中的应用[J]. 魏家琦,田跃,张超,张波. 传感器与微系统. 2016(10)
[3]寄生式时栅传感器测量不确定度的分析与评定[J]. 杨洪涛,章刘沙,费业泰,彭东林. 中国机械工程. 2016(18)
[4]寄生式时栅安装误差对传感器测量精度的影响[J]. 杨洪涛,章刘沙,周姣,费业泰,彭东林. 光学精密工程. 2016(02)
[5]时栅位移传感器动态误差模型及修正算法研究[J]. 杨继森,李小雨,张静,江中伟. 仪器仪表学报. 2015(11)
[6]光电编码器检测技术的研究现状及发展趋势[J]. 韦湘宜,丁红昌,曹国华. 电子科技. 2015(09)
[7]基于双测头的时栅位移传感器自标定方法[J]. 鲁进,陈锡侯,彭东林,官云丽. 仪表技术与传感器. 2015(02)
[8]提高嵌入式时栅传感器精度的测头设计方法[J]. 孙世政,彭东林,付敏,汤其富. 仪器仪表学报. 2015(01)
[9]嵌入式时栅传感器的动态自标定[J]. 孙世政,陈锡侯,彭东林,武亮. 光学精密工程. 2014(10)
[10]磁导调制型时栅位移传感器测量方法研究[J]. 武亮,陈锡候,王阳阳,黄奔. 传感技术学报. 2014(08)
博士论文
[1]精密机械系统中的嵌入式时栅传感新技术研究[D]. 孙世政.合肥工业大学 2015
[2]时空坐标转换理论及场式时栅位移传感器实验研究[D]. 张兴红.重庆大学 2003
硕士论文
[1]寄生式时栅角位移传感器动态误差分析与结构改进[D]. 章刘沙.安徽理工大学 2017
[2]时栅位移传感器动态误差修正方法研究[D]. 王小辉.重庆理工大学 2016
[3]基于光电信号驻波调制的时栅位移感器行波形成新方法的研究[D]. 姜林言.重庆理工大学 2016
[4]工程机械振动噪声信号处理分析系统开发[D]. 范亮亮.山东大学 2014
[5]基于离散测头的时栅衍生技术研究[D]. 王玲.重庆理工大学 2013
[6]基于MEMS技术的三相栅式位移传感器关键技术的研究[D]. 娄莉娜.重庆理工大学 2011
[7]变耦合系数时栅位移传感器研究[D]. 武亮.重庆理工大学 2011
[8]机械系统微弱故障信号检测及特征提取方法研究[D]. 段锦升.太原理工大学 2007
[9]场式时栅开发系统与实验技术研究[D]. 李伟.重庆大学 2002
本文编号：3130187
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.2时栅传感器发展历程
齿轮类传动件（齿轮、齿条、涡轮等）代替，并将原来的定子线圈离散成多个??单个的测头线圈均匀分布在被测对象圆周上［２８］，从而完成寄生式时栅传感器的??设计，其实物图如图１．３所示。??图１．３寄生式时栅实物图??Ｆｉｇ．ｌ?．３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ?ｏｆ?ｐａｒａｓｉｔｉｃ?ｔｉｍｅ?ｇｒａｔｉｎｇ??由于人为安装的缘故，导致安装误差总是不可避免的存在，从而对寄生式??时栅的测量结果造成一定的影响。本文以寄生式时栅为基础进行研宄，通过对??其测头结构进行改进，设计出一款寄生式时栅角位移传感器安装误差自补偿系??统，实现对安装误差的实时测量与补偿。??３??
寄生式时栅传感器主要由信号发生和处理两个部分组成，其中信号发生部??分主要由离散测头、被测对象组成，其主要结构则是将离散测头沿被测对象周??围进行均匀分布安装，并将测头位置相对被测对象固定，结构图如图２．１所示。??在对结构进行设计时，通常将离散测头齿分别错开１／４节距，并利用中心对称原??则将两路寄生式时栅的激励线圈绕制于测头两侧１４８］，从而实现两路激励线圈在??空间上的正交。??—???．．?被测齿轮??漏??图２．１寄生式时栅结构示意图??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐａｒａｓｉｔｉｃ?ｔｉｍｅ?ｇｒａｔｉｎｇ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??为了能够得到更好质量的感应信号，激励线圈与感应线圈均采用多匝数线??圈绕组的形式，并采用“八字形”绕线法，如图２．２所示。同时，对激励线圈１??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]寄生式时栅传感器动态测量误差的贝叶斯建模[J]. 杨洪涛,章刘沙,周姣,费业泰,彭东林. 光学精密工程. 2016(10)
[2]TMR效应在时栅传感器中的应用[J]. 魏家琦,田跃,张超,张波. 传感器与微系统. 2016(10)
[3]寄生式时栅传感器测量不确定度的分析与评定[J]. 杨洪涛,章刘沙,费业泰,彭东林. 中国机械工程. 2016(18)
[4]寄生式时栅安装误差对传感器测量精度的影响[J]. 杨洪涛,章刘沙,周姣,费业泰,彭东林. 光学精密工程. 2016(02)
[5]时栅位移传感器动态误差模型及修正算法研究[J]. 杨继森,李小雨,张静,江中伟. 仪器仪表学报. 2015(11)
[6]光电编码器检测技术的研究现状及发展趋势[J]. 韦湘宜,丁红昌,曹国华. 电子科技. 2015(09)
[7]基于双测头的时栅位移传感器自标定方法[J]. 鲁进,陈锡侯,彭东林,官云丽. 仪表技术与传感器. 2015(02)
[8]提高嵌入式时栅传感器精度的测头设计方法[J]. 孙世政,彭东林,付敏,汤其富. 仪器仪表学报. 2015(01)
[9]嵌入式时栅传感器的动态自标定[J]. 孙世政,陈锡侯,彭东林,武亮. 光学精密工程. 2014(10)
[10]磁导调制型时栅位移传感器测量方法研究[J]. 武亮,陈锡候,王阳阳,黄奔. 传感技术学报. 2014(08)
博士论文
[1]精密机械系统中的嵌入式时栅传感新技术研究[D]. 孙世政.合肥工业大学 2015
[2]时空坐标转换理论及场式时栅位移传感器实验研究[D]. 张兴红.重庆大学 2003
硕士论文
[1]寄生式时栅角位移传感器动态误差分析与结构改进[D]. 章刘沙.安徽理工大学 2017
[2]时栅位移传感器动态误差修正方法研究[D]. 王小辉.重庆理工大学 2016
[3]基于光电信号驻波调制的时栅位移感器行波形成新方法的研究[D]. 姜林言.重庆理工大学 2016
[4]工程机械振动噪声信号处理分析系统开发[D]. 范亮亮.山东大学 2014
[5]基于离散测头的时栅衍生技术研究[D]. 王玲.重庆理工大学 2013
[6]基于MEMS技术的三相栅式位移传感器关键技术的研究[D]. 娄莉娜.重庆理工大学 2011
[7]变耦合系数时栅位移传感器研究[D]. 武亮.重庆理工大学 2011
[8]机械系统微弱故障信号检测及特征提取方法研究[D]. 段锦升.太原理工大学 2007
[9]场式时栅开发系统与实验技术研究[D]. 李伟.重庆大学 2002
本文编号：3130187
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