| 基于平面驻波磁场的二维位移传感器测量原理与结构优化 |
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| 引用本文： | 武 亮,王鑫达,童 鹏,徐 是. 基于平面驻波磁场的二维位移传感器测量原理与结构优化[J]. 仪器仪表学报, 2021, 0(9): 225-235 |
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| 作者姓名： | 武 亮 王鑫达 童 鹏 徐 是 |
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| 作者单位： | 1.重庆理工大学 机械检测技术与装备教育部工程研究中心 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51827805,51875069)、重庆理工大学研究生创新项目(clgycx20202080)资助 |
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| 摘 要： | 在芯片制造、智能制造、航空航天等领域,精密平面定位迫切需要平面两维度位移的同步独立精密测量。本文提出一种基于电磁感应原理的平面位移传感器,由动阵面和定阵面组成。定阵面由m×n个平面螺旋线圈阵列串联而成,通入交变励磁电信号时在测量平面产生平面驻波磁场。动阵面由四个螺旋线圈以2×2矩阵形式排列,感应出振幅随x轴和y轴位移变化的四路调制信号,并利用Cordic算法求解两维度位移量。本文首先介绍了传感器的工作原理,对电磁模型进行有限元分析,并对位移解算算法进行数值模拟。根据仿真结果对测量误差进行分析溯源,优化传感器结构。制作传感器样机开展了实验验证,验证了传感器结构和位移解耦方法的可行性。实验表明,传感器在节距内最大误差为48.7μm,分辨率为0.317μm,在147 mm×147 mm量程范围内,传感器线性度达到0.15%,为高精度电磁感应式平面二维位移传感器的进一步发展提供了理论支撑和实验指导。
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| 关 键 词： | 平面二维位移测量 螺旋线圈 平面驻波磁场 Cordic 算法 |
Measurement principle and structure optimization of two-dimensionaldisplacement sensor based on planar standing wave magnetic field |
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| Wu Liang,Wang Xind,Tong Peng,Xu Shi. Measurement principle and structure optimization of two-dimensionaldisplacement sensor based on planar standing wave magnetic field[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2021, 0(9): 225-235 |
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| Authors: | Wu Liang Wang Xind Tong Peng Xu Shi |
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| Affiliation: | 1.Engineering Research Center of Mechanical Testing Technology and Equipment,Ministry of Education,Chongqing University of Technology |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | two-dimensional displacement measurement spiral coil planar standing wave magnetic field Coordinate rotation digitalcomputer algorithm |
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