一种平面超薄型电磁感应式角位移传感器

为了解决传统的铁基材料磁场式时栅齿槽加工效率低、手工绕线一致性差和传感器厚重的问题,文中结合时栅传感器的测量原理,开展了一种平面超薄型电磁感应式角位移传感器的研究。该传感器通过采用PCB工艺技术进行了超薄型结构设计。通过开展仿真实验和精度实验,验证了传感器结构方案的可行性。精度实验获取了0°~360°内传感器的原始误差,结果表明其原始测量误差在±80″以内。该传感器的实现将有利于低成本的超薄型时栅角位移传感器的研发。     

高精度绝对式差极角位移传感器

针对传统的大尺寸栅式角位移传感器在实现绝对定位的同时难以兼顾高精度测量的问题,在前期研究基础上设计了基于交变电场的大尺寸绝对式角位移传感器.传感器利用单列式传感结构实现高精度测量,设计内、外圈两圈结构在整周内刚好相差一对极以实现绝对定位.研制的传感器样机内径为100 mm、外径为154 mm,经实验测试并分析,其对极内...     

小型化高精度绝对式时栅角位移传感器

针对机器人关节臂、关节臂式测量机等设备中所用绝对式角位移传感器面临的高精度和小体积之间的矛盾,研制了一种基于电场式时栅传感技术的绝对式、高精度、小型化角位移传感器。采用内圈单对极粗测结合外圈多对极精测的方式,实现绝对定位功能;采用单排差动传感结构能有效抑制共模干扰的优点,保证测量精度;采用传感电极和电路元件的集成化设计,实现了小型化。使用PCB工艺制作了外径为Φ=45 mm的传感器样机,通过实验分析表明,内外两圈之间的交叉串扰导致了对极内的一次谐波误差。在此基础上提出增大两圈间隙和布置中间屏蔽地的优化方案,使最终测量精度达到了±5.5″。该传感器在具备低功耗、低成本、小体积等特点的同时,拥有巨大的产品化潜力。     

基于二次调制原理的多层结构绝对式角位移传感器

为了在传感器径向尺寸不变的前提下,保持良好的测量精度和分辨率,以适应小型化需要的工业场合,提出了一种利用多层结构实现信号二次调制的圆时栅角位移传感器。传感器为3层结构,利用轴向空间,使内外环分别通过多层结构完成信号的二次调制,其中内环作为粗测环经二次调制后用于实现传感器的绝对定位,外环作为精测环经二次调制后,提高了传感器分辨率。采用PCB工艺制造了外径Φ=100 mm,内径Φ=50 mm的传感器样机,初步实验表明内外环同时施加激励时,内外环将分别受到对方产生的串扰影响,因此进一步提出分时施加激励的优化方法避免信号串扰的影响以提升测量精度。最终实验结果表明传感器能够实现绝对定位且分辨率提升了1倍,原始测量精度达到了±4.1″。     

基于分时复用反射电极结构的高精度绝对式时栅角位移传感器

提出了一种基于分时复用反射电极结构的高精度绝对式时栅角位移传感器。以增量式时栅传感器为基础,将单对极与多对极相结合,整周多对极作为精确测量部分实现高精度,整周单对极作为粗略测量部分实现绝对定位。提出了一种分时复用反射电极结构,粗测部分和精测部分共用一组反射电极和接收电极,因此结构更加紧凑,便于小型化,同时动子无需引线,应用环境更广。通过分时间段对粗测部分和精测部分施加激励信号,并把不工作的电极接地,可以有效消除粗测部分和精测部分之间的串扰,保证测量精度。采用PCB技术制造了外径Φ=60 mm,内径Φ=26 mm的传感器样机。通过理论分析和结构优化,最终实验结果表明传感器的测量精度达到了±12″。     

基于二次调制的高精度多圈绝对式时栅角位移传感器

提出了一种基于二次调制的高精度多圈绝对式时栅角位移传感器,该传感器由单圈绝对式传感器与多圈计数模块组成.首先,采用两级单排式时栅角位移传感器构成单圈绝对式传感器,通过第一级传感器构建四路正交的行波信号,将差动的两路行波信号直接反射,作为精测信号;同时,利用第一级四路正交的行波信号作为第二级传感器的激励信号进行二次调制,...     

基于平面线圈的高分辨力时栅角位移传感器

针对现有时栅角位移传感器采用漆包线绕制工艺加工线圈,导致线圈布线不均且容易随时间发生变化进而影响测量精度的问题,提出一种基于PCB技术的新型时栅角位移传感器。该传感器通过在PCB基板的不同层上布置特定形状的激励线圈和感应线圈,形成两个完全相同并沿圆周空间正交的传感单元;当在两传感单元的激励线圈中分别通入时间正交的两相激励电流后,通过导磁定子基体和具有特定齿、槽结构的导磁转子对传感单元内的磁场实施精确约束,使两传感单元的感应线圈串联输出初相角随转子转角变化的正弦感应信号;最后通过高频时钟脉冲插补初相角实现精密角位移测量。利用有限元分析软件对传感器进行了建模和仿真。根据仿真模型制作了传感器实物,开展了验证实验,并对实验中角位移测量误差的频次和来源进行了详细分析。经过标定和补偿,最终获得了整周范围内误差在-2.82″~2.02″的时栅角位移传感器。理论推导、仿真分析和实验验证均表明,该传感器不仅能实现精密角位移测量,还能在激励线圈和感应线圈空间极距和信号质量不变的情况下,将位移测量的分辨力从信号源头提高1倍,且结构简单稳定、极易实现,特别适用于环境恶劣的工业现场。     

一种新型车用角位移传感器的研究与应用

非接触式角位移传感器运用于汽车及其它机电控制系统。这种新型传感器不仅灵敏度高而且无任何磨损,对汽车发动机燃油性能的变化和所含杂质也不敏感。本文设计的半差动圆环传感器及其接口电路,在柴油机电控燃油喷射系统中得到成功应用。     

绝对式科赫分形平面涡流传感器裂纹检测性能研究

针对传统涡流传感器会忽略特殊方向短裂纹的缺点,提出了一种绝对式科赫分形平面涡流传感器,其激励线圈和信号拾取线圈均采用基于分形自相似理论的科赫雪花曲线。首先,对具有相同尺寸的科赫和圆形传感器进行有限元分析。然后,针对不同长度、方向、宽度和深度的裂纹,对比分析两种传感器响应信号的差异。最后,搭建实验系统对有限元分析结果进行验证。研究结果表明,对于不同长度、方向和宽度裂纹的探测,有限元分析结果与实验结果定性一致;在3和5 mm长的裂纹检测中,科赫传感器输出信号变化量比圆形传感器至少高出40%;在不同方向裂纹检测中,对于难检测方向的90°裂纹,科赫传感器比圆形传感器至少高出49%;在不同宽度裂纹检测中,科赫传感器的信号变化量比圆形传感器至少高出29%;在不同深度裂纹检测中,科赫传感器比圆形传感器至少高出6%;相对圆形传感器,科赫传感器对短裂纹探测的优势更加显著。该研究结果对平面柔性涡流传感器电磁感应结构的设计具有重要的参考意义。     

基于伪随机编码的绝对式平面位移测量方法研究

数控二维工作台是加工机床、坐标测量机、显微镜、机器视觉检测设备的共性基础模块部件,二维工作台采用平面二维绝对测量系统可减小传统二维方向分别贴装位移传感器引入的阿贝误差,提高二维位移平台设计的集成度,实现对空间绝对位置的实时测量。研究了基于伪随机序列的二维平面绝对测量编码技术及其测量系统,利用伪随机M序列生成长距离位置编码并进行二维拓展,完成了平面位置二维编码的设计,研究了相应的高效解码算法。基于编码和解码算法,制作了二维平面编码盘,研制了基于FPGA的读、解码测量系统,对编码图像采用灰度重心法进行细分以提高测量分辨率。经实验验证,绝对式二维编码测量系统的平面单点位置偏差在±3.3μm以内。     

一种角位移电涡流传感器的原理及应用

设计并实现了一种小角度双E形电涡流角位移传感器，可用于加速度计及陀螺仪闭环控制的校正回路。运用涡流等效原理，从理论和计算上分析了其原理，分析了其反力矩的形成，推导了电涡流传感器的输出方程。对该传感器的输出特性和频率响应特性的实验结果作了分析，结果表明了其可行性，对设计和应用同类传感器有一定的指导意义。     

导电塑料角位移传感器电阻膜的喷涂工艺研究

导电塑料自发现以来在敏感材料领域得到了广泛应用,尤其是在高精度角位移传感器中的应用越来越多.目前,主要采用喷涂法生产该类传感器的电阻膜,喷涂时电阻液的浓度、压力、时间、烘干的温度和时间与电阻膜的阻值大小、耐磨性(牢度)及线性度等性能有密切关系.试验研究表明:对于碳黑填料型导电塑料,在电阻液含碳黑15%时喷涂压力取0.5～0.6 MPa、时间为6～8 s得到的电阻膜阻值线性度最佳,而烘干温度取175 ℃、烘干用时4 min能获得最佳耐磨性;对于金属填料型导电塑料,电阻液含金属填料6%时喷涂压力取0.7～0.8 MPa、时间为5～6 s得到的电阻膜阻值线性度最佳,而烘干温度取165 ℃、烘干用时5 min能获得最佳耐磨性.这一研究成果对提高导电塑料角位移传感器的性能,降低生产成本具有一定的指导意义.     

一种电容式角位移变送器的研究

通过对一般角位移变送器的研究,详细阐述了一种新型电容角位移变送器.该变送器具有独特的电路结构,高精度、高分辨率,可以在48°范围内进行角度的测量,并且测量精度达到0.03°,分辨率达到0.01°.     

基于加速度传感器的角位移测量系统

为解决油田慢冲次井测不出示功图的问题,介绍一种基于加速度传感器的角位移测量系统,以加速度传感器ADXL313为敏感元件,以MSP430单片机为控制核心。详细分析加速度传感器的工作原理,系统的硬件框图及软件流程图。实验结果表明,系统可以很好的测出抽油机的冲程,配合载荷变送器完成示功图的测量。     

InSb精密角位移传感器的研究

本文介绍了以磁阻效应为工作原理的ＩｎＳｂ精密角位移传感器的设计和制作。这种传感器的主要特点是高分辨率、非接触、体积小、重量轻和使用寿命长。性能测试结果表明,在±１２°范围内,其分辨率达０．０１°     

基于磁阻技术的角位移传感器设计

基于磁阻技术的角位移传感器设计采用DSPIC30F4011数字信号处理器进行运算处理。磁阻元件的输出信号经放大处理后,送入A/D转换单元中,与霍尔器件输出模拟信号一起进行运算处理,最终得出实际角位移值,实现360°角位移的连续测量。     

基于对比检测法的角位移传感器检测系统

针对角位移传感器检测需求,设计了一种基于对比检测法的角位移传感器自动检测系统,利用精密转台定位值作为基准角度完成检测。论文在介绍检测系统的组成和原理的基础上,讲述了自校准算法的原理和传感器读数头组合排布方式;对系统中信号处理的细分辨向关键环节进行了详细说明;最后通过实验证明了转台精度和系统的功能。该系统具有很高的精度水平和自动化程度,能够满足高等级角位移传感器的自动检测需求。     

智能化差动电容角位移传感器的研究

介绍了一种智能化差动电容角位移传感器，它利用PICl6F877单片机实现对差动电容角位移传感器敏感元件的输出进行智能化处理。优点是减少电气干扰和温度漂移，消除电路网络参数的不对称影响，提高传感器的稳定性和可靠性。     

基于LVDT原理的精密角位移传感器的研制

介绍了一种利用差动变压器原理，采用螺管式结构的精密角位移传感器，探讨了磁芯的设计原理及方法，并通过实验对所研制的角位移传感器进行了标定，给出了输出特性曲线。