一种铁镍合金磁致伸缩位移传感器设计

阐述了基于铁镍合金材料的磁致伸缩效应的位移传感器的工作原理,通过在磁伸材料两端施加电流脉冲信号,产生的纵向环形磁场与永磁产生的恒磁耦合产生磁弹性波,激励电流与反射弹性波在检测线圈中产生两脉冲信号,其时差与永磁位移呈线性关系.设计了脉冲激励电流发生和检测线圈感应信号处理电路,将反映位移的两脉冲信号时差转换成脉宽调制(PWM)信号,从而实现了用时差和模拟电压反映位移量的两种输出形式.通过对量程84 cm的铁镍合金材料实验,结果表明:当激励脉冲信号脉宽为10μs,功放幅值为10.3V,检测线圈匝数为600匝时,时差和模拟电压测量位移量的线性度分别为0.165％ FS和0.175％ FS.     

结合磁场梯度测量的脉冲调制涡流检测关键技术研究

脉冲调制涡流(PMEC)检测技术是一种新型脉冲涡流(PEC)检测技术,研究发现,该技术相较传统PEC检测技术在金属构件缺陷检测和评估中具有优势.通过集中研究PMEC检测技术与磁场梯度测量(GMFM)技术的有效结合,探究其在金属构件亚表面裂纹检测中的应用关键和技术优势.仿真分析了PMEC磁场梯度信号及其特征,以及金属构件亚表面裂纹PMEC检测的典型扫查曲线,探究和比较了缺陷检测灵敏度.搭建了试验系统,试验进一步验证了仿真分析结论.研究表明:磁场梯度测量与PMEC检测技术相结合,可有效增强亚表面裂纹的检测灵敏度约10％.     

基于平面磁场的双列结构绝对式时栅传感器研究

针对绝对式位置传感器编码复杂和加工工艺要求较高的问题,本文提出了一种基于平面磁场的双列结构绝对式时栅位移测量新方法.研究采用两列不同极距的"几"字型结构定尺绕组产生运动磁场,通过动尺电磁感应方式构造两列空间位移信号,建立两列空间位移信号相位差与运动位移的线性映射关系,通过粗通道定位和精通道测量实现绝对式位移测量.通过理论推导和模型仿真分析证明了绝对式位移测量方法的正确性.制作了PCB传感器样机进行了实验研究,结果表明传感器通过修正后定位精度可达到±9.6μm.此绝对式时栅位移传感器不仅具有结构简单,成本低廉等优势,还有效克服了传统绝对式位置传感器编码复杂和加工工艺要求较高的问题,可应用于复杂机电系统实现精密绝对定位,具有重要应用价值.     

一种基于光纤传感脉冲磁场传感器的研究

光纤传感器具有许多优点,它已应用到很多领域.本文介绍了基于光纤传感的脉冲磁场传感器的基本原理,提出了脉冲磁场测量系统的设计方案.分析了光纤脉冲磁场测量系统的带宽.结果表明此系统设计可行、方案选择合理.     

基于二维细分技术的时栅信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的动态性能及测量精度,提出了一种基于FPGA和二维细分技术的时栅位移传感器信号处理系统;利用二维细分技术对插补脉冲进行倍频处理,降低了对插补脉冲频率的要求,通过倍频后的高频脉冲插补时栅感应信号和参考信号之间的相位差完成了时栅角位移的测量,提高测量精度;该系统在FPGA内基于NiosⅡ软核完成数据的采集和处理,简化了系统,并加入自定义指令提高了数据处理效率;实验表明,采用该系统后,时栅位移传感器在960 MHz插补脉冲下测量误差峰峰值为士1.3",实现了时栅的高精度角位移测量.     

新型拐档差传感器的设计与应用

设计了一种利用霍尔效应实现拐档差测量的新型传感器,通过有限元分析方法计算了圆柱永磁体周围磁场的空间分布,研究了两永磁体同极对称布置的位置和霍尔元件与永磁体的相对安装位置对传感器微位移测量精度的影响,得到了合理的选型方案.实验研究表明：在0～2mm测量范围内检测系统的输出与位移呈线性关系,测量精度达到0.001 mm,适于拐档差微位移的测量.     

高能脉冲磁场测量仪的设计

对磁场的各项参数的测量是电磁场研究中的重要一环,常见磁场测量仪器可完成直流磁场测量,但这些产品无法测量交流磁场,无法准确获知交流磁场各项参数。如今的交流磁场测量通常不单独形成产品,而是与直流测量共同构成交直流高斯计。然而大多数交直流高斯计只能简单测量其平均值,所以研究脉冲磁场的测量与处理具有重要的理论意义和使用价值。本设计中高能脉冲磁场测量仪能够用于对静态、高能脉冲、高频交变磁场的多参数测量,包括数据采集、程控放大、触发模块、数据处理、人机交互、电源等电路模块以及上位机处理软件等。本设计中使用FPGA作为高速数据采集的控制核心、使ARM处理采集所得的数据,键盘和液晶作为人机交换部分的输入与输出。     

通过反馈随动机构改善霍尔传感器位移测量范围

霍尔器件可用于微位移测量,但实用时要设计复杂的磁路以保证在测量范围内为均匀梯度磁场.通常只能测1 mm左右的位移,这限制了其应用范围.采用反馈随动机构带动霍尔传感器跟踪被测体的位移,从而大大扩大了位移的测量范围,且不需要在测量中保持均匀梯度磁场.     

异步电机离线参数辨识

异步电机矢量控制要求准确获得磁场定向,而磁场定向的精度取决于电机参数值.为了准确辨识出电机的参数,本文研究基于静止状态下异步电机T型等效电路模型,采用脉冲电压法,单相交流注入法取代传统堵转和空载试验,实现对异步电机参数的准确测量.仿真实验结果证明上述方法正确可靠,且得到了较高的辩识精度.     

基于LabVIEW的时钟脉冲式位移测量系统

基于时空坐标转换理论,提出将物理刻度虚拟化为脉冲刻度进行位移测量的方法在LabVIEW环境下实现系统的搭建和数据的处理;指出用频率可调的脉冲刻度来代替栅线刻度从而简化了系统结构,避免了精密刻线带来的技术难题和满足了不同测量系统的精度要求;20组测量值与真值精度的对比曲线表明,时钟脉冲式位移测量系统能够进行位移的测量并可以通过调节脉冲的频率来满足测试精度要求,达到设计要求。