連續(xù)掃描式高精度電感傳感器研制.pdf

1、相比電容式傳感器、光柵傳感器等微位移測(cè)量裝置，電感式傳感器具有靈敏度高、重復(fù)性好、性能較為穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，在用于超精密加工與測(cè)量場(chǎng)合的圓度儀系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，在圓柱度和圓度測(cè)量中，隨著對(duì)回轉(zhuǎn)型零件的測(cè)量精度要求越來(lái)越高，電感傳感器的測(cè)量精度也越來(lái)越受到人們的普遍關(guān)注，其發(fā)展已成為圓度儀等測(cè)量?jī)x器的主要限制因素。為了進(jìn)一步提高電感傳感器系統(tǒng)的測(cè)量精度，需要從測(cè)頭機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)采測(cè)量電路兩方面同時(shí)進(jìn)行性能改善。為此本課題在本所已研制出的

2、傳感器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)其靈敏度低、非線性嚴(yán)重等問(wèn)題，做出了相關(guān)改進(jìn)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了對(duì)比性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文完成的主要工作有：
　　首先，從螺管型線圈結(jié)構(gòu)模型出發(fā)，依據(jù)畢奧薩法爾電磁場(chǎng)原理，分析了磁場(chǎng)特性與線圈結(jié)構(gòu)的靈敏度；又從磁電轉(zhuǎn)換的測(cè)量電路角度對(duì)提高靈敏度進(jìn)行了研究分析。為系統(tǒng)靈敏度的提高提出了有效措施，進(jìn)行了線圈結(jié)構(gòu)自身和測(cè)量電路的具體改進(jìn)設(shè)計(jì)，諸如線圈和磁芯的材料選擇、尺寸參數(shù)優(yōu)化、激磁信號(hào)源的電壓和頻率選擇、量程切換模塊的應(yīng)

3、用等。
　　其次，通過(guò)對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并分析了其非線性的問(wèn)題。從機(jī)械結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路兩方面分析了其影響因素，對(duì)常用的非線性校正方法進(jìn)行了介紹和比較，提出了針對(duì)本系統(tǒng)的非線性補(bǔ)償方案，并編程應(yīng)用于系統(tǒng)軟件程序中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的非線性校正。
　　再次，針對(duì)圓度測(cè)量中遇到的定位問(wèn)題，特在測(cè)量系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了采樣的觸發(fā)控制模塊，實(shí)現(xiàn)了采樣數(shù)據(jù)的時(shí)間控制，保證了圓度數(shù)據(jù)采集的重復(fù)性，使圓度評(píng)定更加可靠。
　　最后，對(duì)電感傳感