本文關鍵詞：基于微平面陣元的位移傳感機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于當前我國制造業(yè)正處于轉型升級階段,而智能化和自動化是制造業(yè)發(fā)展一大趨勢,導致對閉環(huán)控制系統(tǒng)的要求會越來越高。而作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心部件之一的位移傳感器,其工作性能在一定程度上影響整個控制系統(tǒng)的工作效果。一些控制系統(tǒng)的工作環(huán)境非常復雜,而電磁式位移傳感器由于其具有抗干擾性強,可靠性高等優(yōu)點,所以經常被選用做系統(tǒng)的位置反饋元件。電磁式位移傳感器是通過擾動激勵磁場得到感應電信號方式進行位移測量的。因此,激勵磁場分布特性對傳感器的測量精度影響很大,為了減小傳感器的測量誤差,一般采取軟、硬件補償的方式,例如:開斜槽,正弦繞組法,建立誤差修正模型等。然而,這些方式一方面受到制造成本的制約,另一方面由于在勵磁信號的源頭上已經引入了較大的測量誤差,所以難以再進一步提高傳感器的測量精度。鑒于此現(xiàn)狀,本文開展了基于微平面陣元的位移傳感機理研究。本文的主要研究內容和成果如下:1通過總結分析當前典型電磁式位移傳感器中的感應同步器和電磁場式時柵位移的傳感機理,深入開展了測量所需磁場分布的研究,指出基波脈振磁場就是測量所需的磁場分布,并研究了通過多匝方形線圈組成的微平面陣元構造出無限接近于基波脈振磁場的磁場分布,繼而提出了一種以微平面陣元為核心,融合了電磁場式時柵傳感機理的位移傳感機理。2根據基于微平面陣元的位移傳感機理,設計新型時柵位移傳感器,并進行仿真分析,仿真結果不僅表明了基于微平面陣元的位移傳感機理從勵磁信號源頭上減小了時柵的原始誤差,而且驗證了微平面陣元和新型時柵位移傳感器結構上的可行性。3搭建傳感器樣機的實驗平臺,實驗驗證新型時柵位移傳感器的可行性。實驗結果表明:基于微平面陣元的位移傳感機理和新型時柵位移傳感器是可行性,且在0mm~130mm范圍內,新型時柵較現(xiàn)有時柵的原始誤差減小了55%,經過誤差修正后測量精度可以達到±3.6um。4為了滿足微平面陣元結構要求,采用了PCB(Printed Circuit Board)技術,通過多層結構設計,不僅減小了傳感器結構尺寸及自身重量,而且獲得較傳統(tǒng)加工方式和裝配工藝更加高的精確性和一致性,有效減小對極內的誤差。由于PCB技術的加工成本低廉且適用于批量化生產等特點,在較大程度上提高了生產效率,對時柵的產業(yè)化進一步發(fā)展起到了很大的促進作用。
【關鍵詞】：微平面陣元 位移傳感機理 電磁式位移傳感器 時柵
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1.緒論9-15
• 1.1 本文的研究背景及意義9-10
• 1.2 電磁式位移傳感器國內外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 旋轉變壓器10-11
• 1.2.2 感應同步器11-12
• 1.2.3 磁柵12
• 1.2.4 電磁場式時柵12-13
• 1.2.5 其他電磁式傳感器13
• 1.2.6 小結13-14
• 1.3 本文主要的研究內容14-15
• 2.位移傳感機理研究15-33
• 2.1 概述15
• 2.2 典型電磁式位移傳感機理15-19
• 2.2.1 感應同步器15-17
• 2.2.2 電磁場式時柵17-19
• 2.3 位移傳感機理研究19-32
• 2.3.1 物理模型19-20
• 2.3.2 理論模型20-32
• 2.4 本章小結32-33
• 3.微平面陣元參數優(yōu)化方法研究33-47
• 3.1 參數優(yōu)化概述33-35
• 3.1.1 參數優(yōu)化定義33
• 3.1.2 參數優(yōu)化指標33-35
• 3.1.3 參數優(yōu)化方法35
• 3.2 枚舉法參數優(yōu)化35-36
• 3.2.1 目標函數35-36
• 3.2.2 參數優(yōu)化步驟36
• 3.3 基于遺傳算法和非線性規(guī)劃的參數優(yōu)化36-40
• 3.3.1 優(yōu)化算法的理論基礎36-38
• 3.3.2 優(yōu)化算法流程38-40
• 3.4 優(yōu)化結果仿真驗證40-46
• 3.4.1 數值仿真分析40-42
• 3.4.2 有限元仿真分析42-46
• 3.5 本章小結46-47
• 4.新型時柵位移傳感器設計47-55
• 4.1 概述47
• 4.2 結構設計47-49
• 4.3 傳感器有限元仿真分析49-54
• 4.3.1 仿真模型設置49-50
• 4.3.2 有限元結果分析50-54
• 4.4 本章小結54-55
• 5.新型時柵位移傳感器實驗研究55-65
• 5.1 樣機制作55-58
• 5.1.1 加工工藝概述55-56
• 5.1.2 樣機結構實現(xiàn)方案56-58
• 5.2 測試系統(tǒng)58-61
• 5.2.1 實驗平臺結構58-59
• 5.2.2 實驗數據采集59-61
• 5.3 實驗數據處理與誤差分析61-64
• 5.3.1 測量誤差實驗結果61
• 5.3.2 誤差成分分析61-62
• 5.3.3 誤差來源分析62-63
• 5.3.4 誤差修正63-64
• 5.4 本章小結64-65
• 6.總結與展望65-67
• 6.1 總結65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-69
• 參考文獻69-73
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及取得的研究成果73-74

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  本文關鍵詞：基于微平面陣元的位移傳感機理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：388154