時空坐標轉換理論及場式時柵位移傳感器實驗研究.pdf

1、時柵位移傳感器是一項原創(chuàng)性的發(fā)明，用于精密位移的測量，國內外尚未有類似的研究，其原理和思想的新穎性已得到國內眾多專家的首肯。與傳統(tǒng)柵式傳感器相比，在結構、制造工藝、抗干擾性和成本等方面有明顯的優(yōu)勢，若能實現(xiàn)產品化和產業(yè)化，必有良好的市場前景。因此，對場式時柵進行系統(tǒng)的理論和實驗研究具有重要的理論意義和實際應用價值。 本項研究屬于兩項國家自然科學基金委員會資助的項目，作者在理論研究的基礎上進行了大量系統(tǒng)的實驗研究，研制出了一套場式

2、時柵位移測量系統(tǒng)，不僅以實踐證明了時空轉換理論和“場式運動坐標系”這一新思想的正確性，還為進一步進行產品化開發(fā)打下了堅實的基礎，主要研究內容：①在時空坐標轉換理論的基礎上，總結出時空坐標轉換系統(tǒng)圖，直觀地描述了時間坐標系，空間坐標系和勻速坐標系在時空坐標轉換中的相互關系。②提出用電機內的旋轉磁場代替機械式時柵的旋轉機械作為時柵的動坐標系，從而形成新的位移測量系統(tǒng)方案③從成品電機開始實驗研究，到用非導磁材料制造時柵傳感器的定子和轉子的

3、骨架，是在以傳統(tǒng)的電機理論指導下的大膽創(chuàng)新，大大簡化了傳感器的結構，增加了實驗研究的靈活性，為場式時柵樣機向產品化、產業(yè)化的發(fā)展邁出了關鍵的一步。④設計了新型場式時柵位移測量系統(tǒng)，它不僅可以實現(xiàn)精密位移測量，還適應了傳感器向智能化發(fā)展的趨勢，具有信息共享、高度智能化和遠程診斷及標校等功能。⑤設計了對比實驗方案和實驗裝置，進行了大量的實驗，對組成場式時柵的各個環(huán)節(jié)進行比較研究，確定了各環(huán)節(jié)的基本結構和參數(shù)。 ⑥從大量的實驗中總結出

4、了動定測頭的埋線方法。大大地提高了信號的質量，為提高測量精度提供了必要的保證。 ⑦進行了系統(tǒng)實驗，經(jīng)過大量實驗，完成樣機開發(fā)，確定了場式時柵樣機的主要技術參數(shù)。 總之，本文在理論研究的基礎上，通過大量實踐性實驗，驗證了時空坐標轉換理論和場式時柵理論。用由三相交流繞組感應出的旋轉磁場代替機械式時柵中的旋轉機械，克服了機械式時柵的固有缺陷，進一步提高了時柵測量位移的精度，并且把時柵的測量領域從角位移測量拓寬到直線位移測量。同