摘要
提出了一种基于分时复用反射电极结构的高精度绝对式时栅角位移传感器。以增量式时栅传感器为基础,将单对极与多对极相结合,整周多对极作为精确测量部分实现高精度,整周单对极作为粗略测量部分实现绝对定位。提出了一种分时复用反射电极结构,粗测部分和精测部分共用一组反射电极和接收电极,因此结构更加紧凑,便于小型化,同时动子无需引线,应用环境更广。通过分时间段对粗测部分和精测部分施加激励信号,并把不工作的电极接地,可以有效消除粗测部分和精测部分之间的串扰,保证测量精度。采用PCB技术制造了外径Φ=60 mm,内径Φ=26 mm的传感器样机。通过理论分析和结构优化,最终实验结果表明传感器的测量精度达到了±12″。
In this paper,a high precision absolute time-grating angular displacement sensor using division multiplex access scheme with reflective electrode structure is designed.Based on the incremental time-grating sensor,the single-pole and multi-pole are combined.The multi-pole is used as the precise measurement component for high precision,and the single-pole is used as the rough measurement component that achieves absolute positioning.The time-division multiplex access scheme with reflective electrode structure is proposed.The rough measurement component and the precise measurement component share a set of reflective electrodes and receiving electrodes.In this way,the structure is more compact and better miniaturization.Meanwhile,the rotor does not need lead wires and has more application scenarios.To eliminate the crosstalk between the rough and the precise measurement components,the excitation signal is added to the precise measurement component and the rough measurement component in different time,and grounding the non-working electrode.A sensor prototype with the 60 mm outer diameter and the 26 mm inner diameter is designed using PCB technology.Through theoretical analysis and structural optimization,experimental results show that the measurement accuracy can achieve±12″.
作者
刘小康
李昌伟
彭凯
于治成
冯济琴
Liu Xiaokang;Li Changwei;Peng Kai;Yu Zhicheng;Feng Jiqin(Engineering Research Center of Mechanical Testing Technology and Equipment,Ministry of Education,Chongqing University of Technology,Chongqing 400054,China)
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第11期23-31,共9页
Chinese Journal of Scientific Instrument
基金
国家自然科学基金(51935004,51435002)
重庆市教委高校创新团队项目(CXTDX201601029)资助.
关键词
分时复用结构
反射式
绝对式
时栅
角位移传感器
time division multiplexing structure
reflective-type
absolute-type
time grating
angular displacement sensor
作者简介
刘小康,1999年于重庆大学获得学士学位,2002年于重庆大学获得硕士学位,2005年于重庆大学获得博士学位,现为重庆理工大学教授、北京理工大学博士生导师,主要研究方向为智能仪器与传感器。E-mail:lxk@cqut.edu.cn;李昌伟,2017年于重庆理工大学获得学士学位,现为重庆理工大学硕士研究生,主要研究方向为智能仪器与传感器。E-mail:1608955370@qq.com;通信作者:彭凯,2010年于重庆大学获得学士学位,2013年于重庆理工大学获得硕士学位,2017年于重庆大学获得博士学位,现为重庆理工大学副研究员,主要研究方向为机电一体化和智能仪器。E-mail:pkgogo1987@163.com
