高压大行程位移传感器

对于行程为700mm、精度优于1%的高压大行程直流位移传感器,结构强度和精度是互相制约的。本文重点探讨在保证承受30MPa 压力情况下,影响大行程位移传感器精度的各种因素出高压大行程位移传感器设计方法。     

大行程高精度位移传感器

差动变压器式位移传感器的结构简单,工作可靠,频带宽,时间常数小,灵敏度高,线性好,而被广泛应用。大行程高精度位移传感器,是指行程大于100mm精度优于0.2％的位移传感器。影响其精度因素主要有:传感器线圈结构设计、初级工作电流大小、激励电压频率高低、衔铁(通常称为铁芯)长短、线圈骨架结构和材料、外壳结构和材料、屏蔽结构和材料、拉杆材料的选取和处理工艺以及AC/DC转换形式、滤波电路等。本文着重研究非均匀磁场及磁化、初级激励电压频率高低对其精度的影响,从而提出大行程高精度位移传感器设计方法。     

位移传感器在电远传金属管转子流量计中的应用

分析了两种常用的位移传感器在电远传金属管转子流量计浮子位移检出时的应用方法,并对它们的特点进行了比较;介绍了利用霍尔传感器对金属管转子流量计浮子位移进行检测的新方法.     

基于USB总线的光栅位移传感器检测系统设计

介绍了USB(通用串行总线)以及带USB接口的单片机PIC18F4550和光栅位移传感器等的基本知识.详细介绍了基于USB总线的光栅位移检测系统的软硬件设计.文中介绍了带全速USB接口的单片机PIC18F4550的特点,并利用它的USB接口设计了一个光栅位移检测装置,提高了光栅位移检测系统的抗干扰能力和可靠性,减小了系统的体积和成本,同时,在实验的基础上提出了一种全新的光栅位移传感器辨向与细分算法的设计,解决了光栅传统理论中的"光栅的细分倍数与光栅位移速度是互为矛盾的"观点.     

测量纵向位移的光纤位移传感器

提出了一种测量纵向位移的光纤位移传感器的方法。列出了3种可行性结构方案：双棱镜单光纤位移传感器、单棱镜单光纤位移传感器、双棱镜双光纤位移传感器，并对各自进行了理论推导以及系统仿真，得到了比较满意的结果。其中双棱镜双光纤位移传感器的性能最佳，在自聚焦透镜的半径为1mm的前提下，检测纵向位移的范围可以达到4mm，这为将来的实际应用提供了有效的参考。     

容栅传感器数学模型的研究

0 引言容栅传感器是一种新型的变面积式大位移电容传感器,被广泛应用于电子数显卡尺、高度尺和机床标尺中,具有测量范围大、结构小巧、抗干扰能力强和耗能少等特点。但在以往研究中存在下列问题:提出的等效电路不尽合理,没做过实测;未对激励电压做准确、细致的定量分析;未实测与拟合电容—位移之间的数量关系;未对接收电极上的信号进行计算机分析。为此,本文采用理论计算和实际测试相结合的方法,探讨其工作原理,提出新的等效电路,对激励电压、电容随位移变化关系以及接收电极上的输出信号进行研究。     

磁悬浮轴承转子位移检测技术

在综述电涡流式、电感式、电容式、光电式等几种主要位移传感器原理、性能及其适用范围的基础上,分析使用位移传感器所带来的一系列问题,论述了磁悬浮轴承无传感器技术的基本思想,并比较了几种磁悬浮轴承无传感器检测方法的优缺点.最后,对磁悬浮轴承位移检测技术的发展趋势做了进一步阐述.     

基于差相信号的位移传感器的设计原理

在指出传统栅纹式位移传感器不足的同时,提出了将角位移的测量问题转化为两同频差相信号相位差测量问题的差相式圆分度位移传感器的设计思想。同时还提出了"相位差算式位移传感器"及"相关式位移传感器"的设计原理。     

VFC式绝对位移传感器研究

首次提出了一种“VFC式绝对位移传感器”,它采用电压—频率变换原理,利用分压电路的输出电压随电阻的变化而变化的特性,通过其对压控振荡器的输出控制,实现输出频率的同步变化,从而实现位移—频率的模数转换,通过对输出频率进行信号处理,实现对位移量的测量。这种传感器与分压电路的精度、压控振荡器的线性度有关,采用适当的分压电路时,可实现对直线位移和圆位移的测量。     

用于钢轨温度应力检测的电容式位移传感器的研究与设计

介绍了一种用于检测无缝钢轨温度应力的电容式位移传感器。它利用了标定轨长原理，通过检测钢轨的应变(位移)来检测钢轨的温度应力。由于这种应变一般只有数十μm，进行位移放大是提高传感器灵敏度和降低电路设计难度的必然要求。因此，设计了一种柔性铰链作为位移放大机构；并通过ANSYS软件对位移机构放大和电容电场进行有限元建模分析，以实现参数的优化；同时还分析了位移放大机构对传感器的灵敏度、线性度等参数的影响，以实现对传感器的优化设计．     

高速压力机动态精度测量方法研究

针对压力机水平方向动态精度测量的难点,提出了一种基于位移传感器与光电传感器复合原理的压力机动态精度触发测量方法;对软触发和硬触发的测量方法及存在的缺陷进行了分析,提出了一种改进后的软触发测量方法;通过试验对所述测量方法的可行性进行了验证,对试验中的注意事项进行了说明;针对触发采集的初始位移信号噪声较大的问题,给出了滤波和多点平均两种降噪方法,并对两种处理方法的分析结果进行了比较。     

降低传感器调理电路噪声的研究

本文通过对高精度表面轮廓传感器调理电路的研究,总结出降低传感器调理电路噪声的分析方法和具体措施。选用同步积分器代替ＲＣ有源带通滤器,并配以同步解调器构成窄频带测量系统,有效地抑制了电路的噪声和干扰。提出电路参数选取原则和前置放大器设计的一般方法。在传感器与放大器之间采用输入变压器作为阻抗匹配,获得前置放大器的最佳源电阻,实现电路的最佳噪声匹配,所研究的调理电路与自制表面轮廓传感器配合,成功地检测出１ｎｍ的微小位移。本文给出的分析方法与措施,对其它测量系统有借鉴意义。     

机械式拉力试验机控制部分的研究分析

介绍了拉力试验机的系统构成,改造设计数据采集装置和测量控制系统。试验表明,在负荷测量中,系统使用应变电桥传感器,采集的信号线性好、分辨率高、响应快;在变形测量中,使用传统的电子引伸计,噪音小、增益高、抗干扰能力强;在位移测量中,使用新型的光电编码器,结构轻巧,测量可靠,可以测量试样夹具位移的全过程;在电气控制中,使用三洋电机伺服驱动器,速度范围大,稳定度高。     

光学鼠标芯片在铁路转辙机动程检测中的应用

安捷伦(Agilent)公司的ADNS2051芯片是一种新推出的高性能的运动检测器件，在目前的光学鼠标中应用广泛，其易用性和廉价性使其非常适合应用于中低精度、低速运动的位置检测场合。借鉴光学鼠标原理，结合ADNS2051的功能、特点，通过对光学鼠标的改装来替代位移传感器在铁路转辙机动程测试中的应用，不但实现了测试功能，保证了测量精度，更降低了成本。     

Impact of plasma noise on a direct thrust measurement system

In order to evaluate the accuracy and sensitivity of a pendulum-type thrust measurement system, a linear variable differential transformer (LVDT) and a laser optical displacement sensor have been used simultaneously to determine the displacement resulting from an applied thrust. The LVDT sensor uses an analog interface, whereas the laser sensor uses a digital interface to communicate the displacement readings to the data acquisition equipment. The data collected by both sensors show good agreement for static mass calibrations and validation with a cold gas thruster. However, the data obtained using the LVDT deviate significantly from that of the laser sensor when operating two varieties of plasma thrusters: a radio frequency (RF) driven plasma thruster, and a DC powered plasma thruster. Results establish that even with appropriate shielding and signal filtering the LVDT sensor is subject to plasma noise and radio frequency interactions which result in anomalous thrust readings. Experimental data show that the thrust determined using the LVDT system in a direct current plasma environment and a RF discharge is approximately a factor of three higher than the thrust values obtained using a laser sensor system for the operating conditions investigated. These findings are of significance to the electric propulsion community as LVDT sensors are often utilized in thrust measurement systems and accurate thrust measurement and the reproducibility of thrust data is key to analyzing thruster performance. Methods are proposed to evaluate system susceptibility to plasma noise and an effective filtering scheme presented for DC discharges.     

基于激光位移传感器的非接触三坐标测量机的设计

针对采用接触测头进行测量的三坐标测量机的测量效率低、不能对易变形物体进行测量等问题,设计了一种基于激光位移传感器的非接触三坐标测量系统,以PLC和工控机为主控,通过运动模组带动激光位移传感器定位,实现对工件表面特征点尺寸和数据的快速测量,且用户可通过触摸显示屏对设备进行操作。通过对待测工件进行实测表明,该设备能满足生产测量需求,具有实用性和有效性。     

基于机器视觉的大柔性结构振动位移测量

针对空间大柔性结构受到扰动后所产生的低频率、大幅值振动变形难以测量的问题,利用基于机器视觉的结构振动位移测量方法对此类结构的振动位移进行了测量,并识别了结构的动态特性。首先,理论分析了传统的对加速度信号直接积分获得位移的方法存在低频噪声被放大的问题并进行了实验论证;然后,研究了基于机器视觉的结构振动位移测量方法,进行了方法精确度与有效性的实验验证。实验中采用数码相机作为视觉传感器,对采集的结构振动视频进行图像处理,采用数字图像相关方法提取每帧图像特征点的位置信息,应用亚像素定位方法改进测量精度。将视觉位移测量方法获得的结构固有频率与加速度数据求得的结构固有频率进行比较,验证了基于机器视觉的振动位移测量方法在大柔性结构振动位移测量和动态特性识别方面的应用有效性。     

基于气隙磁场分层耦合的直线时栅位移传感器研究

针对前期研制的电磁式直线时栅位移传感器高信噪比和高时间插补分辨力难以兼顾的问题,设计了一种提高传感器信噪 比的新传感器结构,另外提出了一种高信噪比、高时间插补分辨力的测量新方法,并研制了基于气隙磁场分层耦合的直线时栅位 移传感器。 建立传感器气隙磁场数学模型,分析气隙磁场空间分布特性,研究平面线圈气隙磁场分层耦合的原理;根据气隙磁场 分层耦合原理,建立传感器气隙磁场分层耦合位移测量模型;对传感器测量模型进行电磁场仿真和误差分析;最后,搭建实验平台 进行对传感器的性能进行测试。 实验结果表明,采用气隙磁场分层耦合的结构提高了传感器的信噪比,传感器的测量精度在原有 的基础上提高了 31. 4% ;采用的高信噪比和高时间插补分辨力测量方法,传感器的测量精度在原有的基础上提高了 37. 3% 。     

一种基于相位光栅干涉微位移传感器的研制

高精度微位移传感器是表面计量技术的关键技术之一.文中介绍了一种低成本、高精度的接触式微位移传感器.该传感器采用平行簧片实现精密直线运动,相位透射型正弦衍射光栅作为计量光栅实现高精密的位移测量.文中分析了其测量原理、光学原理、干涉条纹的光电接收以及辨向、细分.理论分析和实验应用结果表明该传感器垂直分辨率可达到nm级,测量量程为2 mm,可以用于微纳米表面形貌和轮廓的测量.     

变耦型时栅位移传感器理论模型与误差研究

针对现有高精度位移传感器栅距小导致对制造和使用环境要求苛刻的问题,提出一种采用高频时钟脉冲作为测量基准,可在大极距条件下实现高精度、大量程直线位移测量的变耦型时栅位移传感器。传感器通过在交变电磁场中改变励磁线圈和磁场拾取线圈的耦合状态建立以时间差反映位移变化的行波信号,实现精密位移测量。通过有限元分析软件对传感器进行了建模和仿真,根据仿真结果得到传感器仿真模型的测量误差,并对其进行了谐波分析;根据误差特点和变化规律对主要误差进行了溯源,并对模型进行了优化。根据优化模型制作了传感器实物,开展了验证实验。实验结果表明:根据仿真结果对传感器进行优化设计,在200 mm的测量范围内,传感器精度达到±500 nm,且系统成本低廉,极易制造。为时栅位移传感器在恶劣环境中的应用提供了解决方案和理论依据。