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多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器
被引量：
1
1
作者
杨继森
修府
+2 位作者
张静
袁俊松
张小龙
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第20期3026-3046,共21页
针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题,设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器,其采用不同频率分时驱动激励电信号,降低传感器电路功耗的同时,使X,Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首...
针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题,设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器,其采用不同频率分时驱动激励电信号,降低传感器电路功耗的同时,使X,Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首先,建立激励线圈磁场分布数学模型,根据空间磁场分布特性分析激励线圈宽度与耦和气隙高度的关系;基于差动结构的增量式二维时栅位移传感器结构,建立对极数互质结构的绝对式平面二维时栅测量模型,并提出一种基于查表方式的二维绝对位置解算新方案,避免了实际应用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真验证了此解算方案的可行性并确定了传感器最佳安装间隙为0.8 mm;最后,制作了传感器样机并搭建二维精密实验平台进行性能测试。实验结果表明,传感器样机在147 mm×147 mm有效测量范围内,X,Y方向的原始测量误差分别为±20.4μm和±21.1μm,其具有上电无需找零的优势,实现了一体式二维绝对位移测量与定位。
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关键词
多频磁场
对极数互质
绝对式二维
时栅位移传感器
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职称材料
双频磁场分时激励的新型单列绝对式直线时栅位移传感器
2
作者
杨继森
修府
+2 位作者
张静
文杰
刘嘉诚
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期308-322,共15页
针对小体积安装、高精度直线位移测量需求,基于双频磁场分时激励方案和外差降频原理,设计了一种新型单列绝对式直线时栅位移传感器结构,解决提高传感器激励信号频率来获得高信噪比与高分辨力之间的矛盾。首先,建立平面线圈瞬态磁场耦合...
针对小体积安装、高精度直线位移测量需求,基于双频磁场分时激励方案和外差降频原理,设计了一种新型单列绝对式直线时栅位移传感器结构,解决提高传感器激励信号频率来获得高信噪比与高分辨力之间的矛盾。首先,建立平面线圈瞬态磁场耦合模型,构建单列绝对式直线时栅测量模型及其传感机理,其对极数互质绝对位置解算方案避免实际使用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真对比分析了不同形状感应线圈与气隙磁场之间的耦合特性,确定了传感器优化安装间隙为0.6 mm;采用500 kHz、1 MHz不同频率分时激励驱动方案,并提出一种外差降频的解耦新方法,保证传感器高分辨力的前提下,提高了传感器的信噪比;最后,制作传感器样机并进行性能测试。实验结果表明,采用外差降频解耦新方法相对于原直接解耦法在一个“精机”对极周期内的测量精度提高了36.4%,传感器在187.68 mm有效测量范围内,经误差补偿后的精度为±4.9μm,分辨力为0.14μm。该时栅位移传感器与国外主流产品相比,降低了对超精密栅线的刻画和电子细分技术的依赖,具有高精度、高分辨力、体积小、成本低的特点。
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关键词
双频磁场
单列绝对式
对极数互质
外差降频
直线时栅位移传感器
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职称材料
具备自标定功能的绝对式时栅位移传感器
被引量：
3
3
作者
王阳阳
陈锡侯
+2 位作者
彭东林
武亮
汤其富
《工具技术》
北大核心
2017年第4期98-101,共4页
时栅位移传感器的绝对式实现方法主要采用单对极+多对极和多对极差一对极组合两种形式实现。对于两层传感器结构的单对极+多对极的组合形式,由于极对数相差较多、分辨力差别较大,不利于实现高精度。对于差一对极的组合方式,由于极对数较...
时栅位移传感器的绝对式实现方法主要采用单对极+多对极和多对极差一对极组合两种形式实现。对于两层传感器结构的单对极+多对极的组合形式,由于极对数相差较多、分辨力差别较大,不利于实现高精度。对于差一对极的组合方式,由于极对数较多,在传感器原始加工精度较差时,会产生位置解算困难、甚至无法正确解算的情况。为解决上述问题,提出对极数呈互质关系的两层传感器结构的新组合模式。该模式可实现自校正,有效提高产品精度。通过试验验证了该方法的可行性,获取的传感器精度为-4.5″-3.9″。
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关键词
时栅位移传感器
绝对测量
对极数互质
自标定技术
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职称材料
题名
多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器
被引量：
1
1
作者
杨继森
修府
张静
袁俊松
张小龙
机构
重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心
重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室
重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室
重庆理工大学电气与电子工程学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第20期3026-3046,共21页
基金
国家自然科学基金(No.52175454)
重庆市自然科学基金面上项目(No.CSTB2023NSCQ-MSX0382)
+1 种基金
重庆市教委科学技术研究计划重点项目(No.KJZD-K202301106)
重庆市研究生科研创新项目(No.CYS240668)。
文摘
针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题,设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器,其采用不同频率分时驱动激励电信号,降低传感器电路功耗的同时,使X,Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首先,建立激励线圈磁场分布数学模型,根据空间磁场分布特性分析激励线圈宽度与耦和气隙高度的关系;基于差动结构的增量式二维时栅位移传感器结构,建立对极数互质结构的绝对式平面二维时栅测量模型,并提出一种基于查表方式的二维绝对位置解算新方案,避免了实际应用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真验证了此解算方案的可行性并确定了传感器最佳安装间隙为0.8 mm;最后,制作了传感器样机并搭建二维精密实验平台进行性能测试。实验结果表明,传感器样机在147 mm×147 mm有效测量范围内,X,Y方向的原始测量误差分别为±20.4μm和±21.1μm,其具有上电无需找零的优势,实现了一体式二维绝对位移测量与定位。
关键词
多频磁场
对极数互质
绝对式二维
时栅位移传感器
Keywords
multifrequency magnetic field
antipolar prime
absolute two-dimensional
time-grating displacement sensor
分类号
TH7 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
双频磁场分时激励的新型单列绝对式直线时栅位移传感器
2
作者
杨继森
修府
张静
文杰
刘嘉诚
机构
重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心
重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室
重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室
重庆理工大学电气与电子工程学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期308-322,共15页
基金
国家自然科学基金项目(52175454)
重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2023NSCQ-MSX0382)
+1 种基金
重庆市教委科学技术研究计划重点项目(KJZD-K202301106)
重庆市研究生科研创新项目(CYS240668)资助。
文摘
针对小体积安装、高精度直线位移测量需求,基于双频磁场分时激励方案和外差降频原理,设计了一种新型单列绝对式直线时栅位移传感器结构,解决提高传感器激励信号频率来获得高信噪比与高分辨力之间的矛盾。首先,建立平面线圈瞬态磁场耦合模型,构建单列绝对式直线时栅测量模型及其传感机理,其对极数互质绝对位置解算方案避免实际使用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真对比分析了不同形状感应线圈与气隙磁场之间的耦合特性,确定了传感器优化安装间隙为0.6 mm;采用500 kHz、1 MHz不同频率分时激励驱动方案,并提出一种外差降频的解耦新方法,保证传感器高分辨力的前提下,提高了传感器的信噪比;最后,制作传感器样机并进行性能测试。实验结果表明,采用外差降频解耦新方法相对于原直接解耦法在一个“精机”对极周期内的测量精度提高了36.4%,传感器在187.68 mm有效测量范围内,经误差补偿后的精度为±4.9μm,分辨力为0.14μm。该时栅位移传感器与国外主流产品相比,降低了对超精密栅线的刻画和电子细分技术的依赖,具有高精度、高分辨力、体积小、成本低的特点。
关键词
双频磁场
单列绝对式
对极数互质
外差降频
直线时栅位移传感器
Keywords
dual-frequency magnetic field
single-row absolute
opposite poles prime
outlier frequency reduction
linear time-grating displacement sensor
分类号
TH712 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
具备自标定功能的绝对式时栅位移传感器
被引量：
3
3
作者
王阳阳
陈锡侯
彭东林
武亮
汤其富
机构
重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心
出处
《工具技术》
北大核心
2017年第4期98-101,共4页
基金
国家自然科学基金(51405049
51475063)
+1 种基金
重庆"两江学者"项目资助
重庆市研究生科研创新项目(CYS15218)
文摘
时栅位移传感器的绝对式实现方法主要采用单对极+多对极和多对极差一对极组合两种形式实现。对于两层传感器结构的单对极+多对极的组合形式,由于极对数相差较多、分辨力差别较大,不利于实现高精度。对于差一对极的组合方式,由于极对数较多,在传感器原始加工精度较差时,会产生位置解算困难、甚至无法正确解算的情况。为解决上述问题,提出对极数呈互质关系的两层传感器结构的新组合模式。该模式可实现自校正,有效提高产品精度。通过试验验证了该方法的可行性,获取的传感器精度为-4.5″-3.9″。
关键词
时栅位移传感器
绝对测量
对极数互质
自标定技术
Keywords
time-grating displacement sensor
absolute measurement
cop-rime pole pair number
self calibration
分类号
TG806 [金属学及工艺—公差测量技术]
TH741 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器
杨继森
修府
张静
袁俊松
张小龙
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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下载PDF
职称材料
2
双频磁场分时激励的新型单列绝对式直线时栅位移传感器
杨继森
修府
张静
文杰
刘嘉诚
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
具备自标定功能的绝对式时栅位移传感器
王阳阳
陈锡侯
彭东林
武亮
汤其富
《工具技术》
北大核心
2017
3
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职称材料
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