磁柵絕對直線位移傳感器的研究.pdf

1、目前的直線位移傳感器中，低成本、結(jié)構(gòu)簡單的磁柵位移傳感器越來越被廣泛應(yīng)用。而我國磁柵位移傳感研究技術(shù)較之國外有很大差距，而且主要以相對位移測量為主。隨著我國控制工業(yè)的發(fā)展，市場對絕對直線位移測量的需求加大，急需要展開對磁柵位移傳感器測量精度和絕對式測量方面的研究。
　　相對位移傳感器一般是通過脈沖記數(shù)對多個周期進行測量，它有兩個缺點：一是每次測量都得從起始位置開始，需要上電調(diào)零；二是不具備掉電保持功能。針對這些問題本文提出一種二進

2、制連續(xù)位移編碼，采用這種編碼對多個正弦周期進行標(biāo)識，讓處理軟件識別每一個周期，從而進行絕對位移測量。通過開關(guān)霍爾可以把這種二進制編碼轉(zhuǎn)換成磁極的排列，實現(xiàn)起來很方便。
　　傳統(tǒng)磁柵位移傳感器采用線圈和錄磁結(jié)構(gòu)，信號發(fā)生和處理非常復(fù)雜。為了簡化硬件結(jié)構(gòu)，本文采用磁鋼列和磁敏霍爾元件組合，通過霍爾在磁鋼上移動產(chǎn)生正弦信號。同時用單片機作為信號處理的核心，大大減少外接信號處理元件。在信號處理上采用基于校準(zhǔn)查表的信號處理方式。在離線狀態(tài)下

3、，用高分辨力的光柵對磁柵進行校準(zhǔn)：對光柵的輸出和磁柵的三相信號同時采樣并上傳到計算機，得到標(biāo)準(zhǔn)位移和正弦電壓信號對應(yīng)關(guān)系并存于主控芯片中以供查表。實際工作狀態(tài)中，分區(qū)間根據(jù)正弦信號查表得到位移。同時采用差分放大、移動平均濾波等對原始信號進行處理。為了確保原始信號的質(zhì)量，本文還用ANSYS軟件進行了大量的磁場分析來確定磁鋼之間及磁鋼和霍爾的位置關(guān)系。
　　實驗測量結(jié)果表明：本設(shè)計實現(xiàn)了全量程2048mm內(nèi)的絕對位移測量；通過與高精度