基于团队导师制的研究生教育研究与探索

针对目前研究生教育中单一导师制存在的问题,提出团队导师制的培养模式。以仪器科学与技术一级学科为例,重点研究了导师团队的建立、培养方案的制定、创新思维的启发以及团队导师制中师生的考核等方法。经过小范围内的实践改革,提高了研究生的创新能力、科研能力、团队合作能力等,研究生的培养质量得到了大幅提高。     

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。     

纳米时栅传感器数字信号处理系统设计

针对大量程纳米级精度测量难的问题,结合时栅传感器的基本原理,提出一种基于交变电场耦合的纳米时栅传感器。利用Nutt内插法对影响时栅精度的关键因素—时间量进行精密测量,降低了系统对插补脉冲频率的要求,提高了测量分辨率。采用SOPC技术设计纳米时栅信号处理系统,保证了系统高性能实时测量。实验结果表明,该系统能稳定正常工作,在行程200mm测量范围内,纳米时栅精度可达到±300nm。     

超声波流量计高分辨率A/D转换电路设计与实现

针对高精度时差法超声波流量计的时间差信号采集问题,采用一款双通道12位低功耗单片CMOS模拟数字转换器ADC12DL040芯片设计并实现了超声波流量计ns级时间差的高分辨率数据采集,给出了A/D芯片外围引脚电路设计,软件流程图和关键代码,实现了400 kHz输入频率,8 MHz采样频率的超声波时间差高分辨率实时采样.     

基于多频磁场耦合的平面二维位移传感器

针对目前光刻机、超精密数控机床等高端超精密装备对于精准平面定位的要求,提出了一种基于多频磁场耦合的平面 二维位移传感器。 传感器组成为定尺和动尺,其中定尺由导磁基体和 X、Y 方向励磁线圈构成,动尺由导磁基体和 X、Y 方向感 应线圈构成。 通过对 X、Y 方向励磁线圈通入正余弦励磁信号,在定尺上构建出多频磁场耦合的二维均匀磁场阵列,动尺感应 出带有位移信息的电信号,经过理论推导和电磁仿真验证了多频磁场直接解耦差动结构和幅值调制解算方法的可行性,并对仿 真误差进行分析,并优化了传感器结构。 最后采用 PCB 工艺制作传感器样机并开展相关实验研究,实验结果表明:传感器在 150 mm×150 mm 的测量范围可对二维位移进行精确测量,其中 X 方向测量精度为±33. 08 μm,Y 方向测量精度为±36. 95 μm,优 化后的传感器样机 X、Y 方向原始对极内位移误差峰峰值在原有基础上降低了 49. 1% 和 50. 7% 。     

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统集成化设计

设计了一种基于单片STM32F4芯片的时栅位移传感器信号处理系统,将驱动电源、信号采样以及数据处理与误差补偿集成在一片芯片中完成,采用数字频率直接合成（DDS）技术进行激励源的设计,利用输入捕获方式进行高频时钟脉冲插补来采集测量信号,由芯片集成的单周期DSP指令部件完成数据计算,并采用傅氏级数谐波修正技术来进行误差修正。实验表明：采用该系统后,72对极时栅误差峰峰值为3．29”,在保证精度的同时实现了时栅信号处理系统的集成化、小型化,降低了生产成本。     

基于数字内插法的时栅位移传感器信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的动态性以及测量精度,设计了一种基于数字内插法的时栅信号处理系统;利用粗计数法和数字内插法将时栅信号分成粗测和细测两部分分别进行测量,降低了对插补脉冲频率的要求,提高了测量精度;同时采用SOPC技术实现了系统电路的高度集成,并利用自定义指令提高了数据处理速度;实验表明,采用该系统后,时栅在40 kHz激励情况下误差为±1.2″,实现了时栅信号的高精度测量。     

测控技术与仪器专业课程设计模式教学改革实践

为了更好适应社会对工程应用型人才的需求,对重庆理工大学测控技术与仪器专业课程设计内容、设计指导书、考核机制等方面进行了研究和改革。实践表明学生的创新意识、团队意识、实践动手能力都得到较大提高,更适应企业对人才的需求,教学质量和效果得到较大提高。     

SSI同步串行技术在时栅传感器中的应用研究

智能时栅位移传感器是一种全新的位移传感器。文中提出将SSI同步串行技术应用在智能时栅传感器上,使智能时栅传感器的输出协议能兼容多种国外高精度光电编码器。详细介绍了SSI同步串行技术在智能时栅传感器接口上的实现与应用。     

感应同步器的幅值误差和正交误差的检测与补偿

论述了感应同步器的幅值误差和正交误差对检测精度的影响,研究了检测幅值误差和正交误差的检测与修正,提出了一种多位置检测误差法.通过搜索方法,将非线性方程组进行线性化处理,应用最小二乘法检测幅值误差和正交误差,进而修正幅值误差和正交误差.实验表明,采用该幅值误差和正交误差的检测与修正方法,可以大大提高感应同步器的精度.