检索结果-内蒙古大学图书馆

电感传感器是一种建立在电磁感应基础上，利用线圈自感或互感系数的改变来实现非电量测量的低成本、高精度传感器，在尺寸、表面形貌、形位误差等精密测量领域发挥着重要作用。本文设计了一种基于USB接口的电感传感器测量系统，围绕该系统，本文的主要研究内容及创新如下：首先，设计了一种应用晶振分频加多次带通滤波产生高幅值稳定度和高频率稳定度正弦信号的方法，并进行了相关的理论分析。实验分析表明：该信号用于电感传感器差动电桥的激励信号，效果良好。同时，考虑到电感交流电桥负载的影响，结合运算放大器的信号放大功能与三极管高负载能力，设计了负载能力高的正弦激励信号来驱动交流电桥。其次，在分析了基于交流电桥的电感传感器输出信号实质的基础上，针对目前相敏检波电路的不足，采用有源全绝对值电路检波的方法。在分析了现有绝对值电路的基础上，提出了一种基于单运放的绝对值电路设计方法，详细论述了其原理、优点及设计参数等，并把它应用在相敏检波上。第三，论述了基于USB的电感传感器测量系统的设计方案和工作原理，针对A/D转换电路和USB数据传输电路两部分从硬件设计到软件开发进行了详细的阐述。结合电路的合理布局与布线、电子元器件的选择与安装、电路的调试等方面的考虑，设计了系统电路。通过虚拟仪器软件算法实现数据处理，使测量精度得到进一步的提高。最后，结合衍射光栅计量型定位工作台，设计了一个针对电感传感器标定的实验测量系统，通过对比实验与精度分析，证明该电感传感器测量系统具有较高的线性度、稳定度。

关键词：基于 USB接口高精度电感传感器

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铁精粉品位检测中电感传感器的仿真优化与性能分析

铁精粉品位检测中电感传感器的仿真优化与性能分析

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作者：关志华哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

铁精粉品位的高低直接影响选矿的整个过程以及各项技术经济指标,同时也影响铁矿产品的成本与质量。近年来,铁精粉的在线检测方法越来越受到铁矿企业的重视,这是因为在线检测方法不仅可以准确的检测出铁精粉品位,而且测试成本低、操作简... 详细信息

铁精粉品位的高低直接影响选矿的整个过程以及各项技术经济指标,同时也影响铁矿产品的成本与质量。近年来,铁精粉的在线检测方法越来越受到铁矿企业的重视,这是因为在线检测方法不仅可以准确的检测出铁精粉品位,而且测试成本低、操作简单、可以进行实时检测。基于电感传感器的铁精粉检测方法就是在线检测方法中的一种。在此方法中,传感器的优劣直接决定了测量准确度的高低,由于传感器参数优化所需实验过于繁琐,为提高实验效率,本文利用有限元方法对检测方法中的电感传感器线圈进行三维仿真,通过仿真分析结果对线圈结构参数和性能进行优化,以期解决上述问题。本文通过对电感传感器原理、电感传感器的铁精粉检测原理和有限元分析基本理论的阐述,为电感传感器的有限元三维仿真提供了建模理论基础。利用有限元方法对电感传感器空心线圈和含铁精粉线圈进行了三维仿真,通过对仿真模型的后处理得到了仿真线圈的电感值。以含铁精粉线圈的三维仿真为基础,研究了各项结构参数的变化对线圈电感值的影响,并采用正交实验方法对传感器线圈的结构参数进行优化分析,得到了线圈的最佳结构参数方案,同时还得到了各参数对线圈性能影响的显著性。在仿真实验的基础上,通过实际线圈所进行的多项实验表明了电感传感器三维仿真的正确性,说明仿真结果对传感器线圈的结构优化有一定的指导意义。利用有限元方法分析了磁屏蔽和线圈套筒壁厚对仿真实验结果的影响,进一步探讨了减小仿真实验数据和实际试验数据之间误差的方法。利用有限元三维仿真方法分析电感传感器线圈的结构参数以及性能的优化,不仅能够有效地仿真出实验效果、达到实验目的,还可大大提高实验效率以及实验成本,为研究电感传感器线圈的结构优化提供了理论依据,因此本文具有一定的实际应用价值。

关键词：铁精粉有限元三维仿真电感传感器

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电感传感器原理分析及其在非破损检测中参数的选择

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山东建筑工程学院学报(自然科学版) 1987年第2期 72-78页

作者：任化芝山东建筑工程学院机电系

本文论述了HBY—84A型钢筋混凝土保护层测定仪的核心环节——电感传感器。它应用电磁感应的基本原理,把混凝土结构件中钢筋位置的变化转换为一电信号的变化,并配合相应的电路,成功地实现了钢筋混凝土构件中钢筋位置及混凝土保护层的非... 详细信息

本文论述了HBY—84A型钢筋混凝土保护层测定仪的核心环节——电感传感器。它应用电磁感应的基本原理,把混凝土结构件中钢筋位置的变化转换为一电信号的变化,并配合相应的电路,成功地实现了钢筋混凝土构件中钢筋位置及混凝土保护层的非破损检测。文章较深入地分析了电感传感器的基本原理及其参数选择的原则,指出了只有合理选择传感器的参数,才能更有效地提高仪器的性能。

关键词：电感传感器轴向长度仪器测定仪破损检测原理分析

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基于电感传感器的铁磁材料无损分选系统设计

基于电感传感器的铁磁材料无损分选系统设计

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作者：梁立军大连理工大学

学位级别：硕士

磁性材料是人们生活最常见的一种材料,其中的铁磁性材料更是与人们的生产生活息息相关,而随着时代的发展,铁磁性材料的制作工艺也在不断进步,新的材料也不断涌现,使得材料的种类越来越多,材料分选也就变得越来越重要。在此情况下本选题... 详细信息

磁性材料是人们生活最常见的一种材料,其中的铁磁性材料更是与人们的生产生活息息相关,而随着时代的发展,铁磁性材料的制作工艺也在不断进步,新的材料也不断涌现,使得材料的种类越来越多,材料分选也就变得越来越重要。在此情况下本选题针对在工业生产中最为常用的铁磁性材料设计一套便携式设备,实现对铁磁性材料的无损定性分选。目前铁磁性材料的分选方法主要包括光谱分析法、剩磁法、初始磁导率法等,但这些方法都有其局限性,无法实现便携式测量。由于线圈电感的铁芯在接触铁磁性材料时会引起线圈电感量的变化,基于这现象,本文在研究电感传感器测量原理后,使用线圈电感作为探头,不同的铁磁性材料对探头的影响不同,通过测量探头电感的变化量实现对铁磁性材料的区分。所做的主要工作有： (1)基于电感传感器工作原理,利用带铁芯的线圈电感设计了一个可以实现分选铁磁材料的电感传感器,并研究分析了三种不同外形的铁芯对测量的影响,从中选择适合作为探头的铁芯。 (2)对测量电路进行理论分析,得出合适的元件参数,并给出了探头电感值的设计参考范围。完成硬件系统设计,实现了DDS扫频信号源,并利用单片机控制硬件系统实现了便携式测量。 (3)使用VS2008完成上位机软件的设计,通过串口实现了上位机与测量设备的通信,使得可以通过上位机软件实现修改系统工作参数、接收测量数据、保存和读取数据、对数据进行处理绘制等功能。 (4)对标准的球墨铸铁进行测量标定,并利用插值法对测量数据进行处理,减小测量误差,通过标定值与测量值的对比,实现了对球墨铸铁的定性分选。在本文最后对系统进行了实验验证,并对球墨铸铁进行了实物测量。结果显示,系统通信正常,可以正确区分不同的铸铁,符合设计要求。

关键词：铁磁性材料电感传感器无损分选 DDS

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圆度/圆柱度仪用高精度差动电感传感器若干问题研究

圆度/圆柱度仪用高精度差动电感传感器若干问题研究

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作者：何俊和哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

测量技术已成为制约高精密加工发展的关键技术在航空航天，汽车，光学等领域，圆度/圆柱度仪均提供了有效地测量手段而电感传感器由于测量精度高，抗噪能力强，结构简单等优点而被应用在圆度/圆柱度仪中传感器的测量精度直接影响到圆度... 详细信息

测量技术已成为制约高精密加工发展的关键技术在航空航天，汽车，光学等领域，圆度/圆柱度仪均提供了有效地测量手段而电感传感器由于测量精度高，抗噪能力强，结构简单等优点而被应用在圆度/圆柱度仪中传感器的测量精度直接影响到圆度/圆柱度仪的测量结果因此对高精度传感器技术的研究成了极为重要的任务以此为背景，本文针对圆度/圆柱度仪用电感传感器进行了分析讨论，主要研究内容如下：首先，本文针对应用于圆度/圆度仪的差动结构电感传感器线圈进行了研究分析了差动线圈的质量对传感器的分辨力量程线性度等指标的影响针对传统线圈的均匀缠绕方法，介绍了一种新型的阶梯型线圈绕法由于差动线圈由两个线圈构成，本文还分析了两个线圈参数的不对称对传感器输出电压的影响同时还列举了几种简单的方法以消除这一影响其次，本文对传感器的静态特性和动态特性进行了研究传感器的静态特性和动态特性直接反映了一个传感器的性能同时在传感器的加工装配过程中无法避免地会引入误差，导致传感器的实际特性与理论特性具有一定的偏差针对这种偏差，本课题研究了相应的补偿方法通过对传感器特性的补偿，可以提高传感器在实际测量过程中的测量精度传感器动态模型的分析和建立是传感器特性补偿的基础，同时考虑到在模型建立过程中不可避免的简化和近似这一问题，本文讨论了建模误差对传感器动态补偿效果的影响再次，本文针对传感器信号处理部分进行了优化设计在这一部分，主要针对滤波器稳定性电路板优化设计以及传感器信号处理过程中整体的信号处理流程等做了讨论在此基础上对之前开发的采集卡做了相应的改进，并对改进前后两个版本的采集卡进行了实际效果的比对最后是实验部分在实验过程中验证了传感器的静态特性和动态特性实验表明在传感器量程为460μm时，分辨力达到了15nm，而传感器量程为70μm时，分辨力则达到了5nm可以满足圆度/圆柱度仪高精度测量的要求实验过程中同样验证了传感器系统动态特性的补偿效果补偿后传感器系统的响应频率由312Hz达到了381Hz缩短了圆度/圆柱度仪在相同条件下的测量时间

关键词：电感传感器差动线圈动态特性信号处理

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基于磁轴承一体化的电感传感器性能分析

基于磁轴承一体化的电感传感器性能分析

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作者：张善猛扬州大学

学位级别：硕士

随着现代工业化的发展,对旋转机械小型化、工作环境清洁化、转速高速化、控制精确化等要求越来越高,磁悬浮电机因其高转速、无摩擦、体积小等优点,近年被大量应用。磁悬浮电机的关键部件主动磁轴承需要实时检测转子位置来改变定子铁芯... 详细信息

随着现代工业化的发展,对旋转机械小型化、工作环境清洁化、转速高速化、控制精确化等要求越来越高,磁悬浮电机因其高转速、无摩擦、体积小等优点,近年被大量应用。磁悬浮电机的关键部件主动磁轴承需要实时检测转子位置来改变定子铁芯施加的电磁力,电感传感器是利用线圈的自感或互感系数的变化,线性度好、抗干扰能力较强。首先,对磁轴承和传感器进行一体化结构设计,以适用于磁悬浮电机为目的,设计了传感器结构的尺寸、线圈匝数以及传感器激励等参数。在SolidWorks中建立其三维模型,再导入ANSYS Maxwell中,对一体化磁轴承结构进行磁路的仿真分析,确定控制线圈与传感器线圈单独形成磁回路,且线圈之间无相互干扰,验证了一体化结构的可行性。其次,对电感传感器进行了电路设计,选用MAX038芯片来产生激励信号,设计了信号检测与处理电路,加工了传感器驱动和调理电路板。因MAX038芯片带负载的能力有限,其最大工作频率只能调谐到0.94MHz,所以设计两种优化电路方案,MIC 1555芯片产生方波信号;4MHz晶体振荡器产生方波信号。最后,搭建了电感位移传感器静态标定实验平台,研究了磁轴承的气隙、转子材料、线圈匝数对位移测量的影响,以及电路参数对传感器检测范围的影响。实验分析表明,在量程1mm和0.6mm的有效的测量范围内,得出径向灵敏度曲线图(绝对值);对比了铝和不锈钢两种材料轴向、径向位移检测精度。本文设计的磁轴承一体化电感位移传感器结构简单、磁极间耦合作用弱,能够满足磁悬浮电机测量精度的要求,为磁轴承位移传感器的研究提供了一定的理论支持。

关键词：磁悬浮轴承有限元仿真电感传感器电路设计

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基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制

基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制

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作者：金长江哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

电感传感器因其精度高、工作可靠、使用寿命长等优点,广泛应用于微位移测量。在传统的数据采集系统中,调理电路由分立元件组成,控制电路采用片上资源有限且速度较慢的单片机,这样不仅不利于系统的小型化,并且对硬件系统的可靠性也有影... 详细信息

电感传感器因其精度高、工作可靠、使用寿命长等优点,广泛应用于微位移测量。在传统的数据采集系统中,调理电路由分立元件组成,控制电路采用片上资源有限且速度较慢的单片机,这样不仅不利于系统的小型化,并且对硬件系统的可靠性也有影响。随着现代集成电路技术的迅速发展,调理电路出现了集成芯片,数据采集模块的控制核心也越来越多的采用片内资源丰富、具有嵌入式控制器的FPGA。本文以基于FPGA的电感传感器数据采集系统为主要研究内容,具体研究内容如下: 本文简要介绍了国内外电感传感器及其数据采集系统研究现状,探讨了FPGA技术发展现状,在总结了近年来数据采集技术的发展历程和发展方向的基础上,确定了以FPGA及其嵌入式Nios II软核处理器为控制核心构建数据采集系统。本数据采集系统的硬件系统由模拟和数字两部分组成,其中模拟部分完成电感传感器信号调理、放大滤波、A/D转换、抗干扰设计;数字部分以FPGA芯片EP1C3为控制核心,采用Verilog HDL设计实现了A/D采样控制、FIFO缓存,并结合Nios II软核处理器,实现通讯接口控制逻辑。系统软件设计分为USB通讯程序和主机应用程序。USB通讯程序包括固件程序、驱动程序,本文利用所构架的Nios II软核,采用Nios II集成开发环境C/C++语言,通过建立固件程序框架使程序各部分之间的功能更加明晰。驱动程序和主机应用程序在Visual C++6.0以及辅助开发工具DriverStudio和WinXP DDK下实现。最后通过实验证明数据采集系统基本达到预期的目的,为进一步的产品实际应用开发奠定了良好的基础。

关键词：电感传感器 FPGA 数据采集系统 Nios II USB

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基于电感传感器零件表面粗糙度测量系统的研制

基于电感传感器零件表面粗糙度测量系统的研制

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作者：王宇哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

表面粗糙度测量的准确性直接影响到零件的质量和性能。本文首先阐述了表面粗糙度的基本概念、评价零件表面粗糙度的主要参数及测量这些参数的方法，然后介绍了电感位移传感器的工作原理。并利用集成芯片AD698对电感位移传感器的输出信... 详细信息

表面粗糙度测量的准确性直接影响到零件的质量和性能。本文首先阐述了表面粗糙度的基本概念、评价零件表面粗糙度的主要参数及测量这些参数的方法，然后介绍了电感位移传感器的工作原理。并利用集成芯片AD698对电感位移传感器的输出信号进行解调，但经AD698输出的信号纯净程度和幅值大小不能满足测量精度和进行AD转换的要求，所以要对经AD698输出的信号进行滤波、放大处理。采用有源低通模拟二阶滤波器对AD698输出信号进行滤波，截止频率设为250Hz；再对滤波后的信号进行两级放大处理，其中第二级放大电路具有选择放大倍数的功能，以对应三个不同的位移量程；在进行AD转换之前，再进行一次有源二阶低通滤波。经过这一系列后期处理，有效的抑制了噪声干扰，且当电感传感器触针移动到满量程时，电压信号幅值可以达到+5V。\n 电感位移传感器输出的信号经AD698解调，并进行滤波、放大、ADC后转换成数字信号存储到计算机中，然后要进行数字滤波。国际标准ISO11562明确规定使用高斯滤波器作为建立表面轮廓基准线的滤波器。在第四章主要对高斯滤波器的主要特性进行分析，这些特性包括单位冲激响应、单位阶跃响应、幅频特性、相频特性、时频宽积最小特性等。对这些特性的分析，有助于更深入地研究高斯滤波器，研究它的设计理论和应用基础。然而高斯滤波器是非因果系统，物理上不可实现的，根据中心极限定理，通过多级低阶巴特沃思型模拟滤波器的级联去逼近模拟高斯滤波器，在此基础上利用冲激响应不变法设计IIR（无限长单位冲激响应）型数字高斯逼近滤波器，并建立了表面轮廓中线。此方法很好地解决了高斯滤波器设计复杂，实现困难的问题。\n 理论分析和应用实验表明：该测量系统的设计理论和实现方法，成功地应用于表面粗糙度测量中，且系统的性能达到了触针式表面粗糙度测量仪校准规范JJF1105-2003的标准。

关键词：电感传感器表面粗糙度测量系统集成芯片信号解调 AD转换

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基于USB总线的电感传感器信号采集系统的研制

基于USB总线的电感传感器信号采集系统的研制

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作者：孙桂荣哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

电感传感器具有分辨率高、灵敏度高、重复性好、使用寿命长等优点,因而在精密测量领域有着广泛的应用。它的信号采集系统则是整个测量系统的关键部分,其设计水平直接影响测量的精度和稳定性。本文首先分析了国内外电感式位移传感器及数... 详细信息

电感传感器具有分辨率高、灵敏度高、重复性好、使用寿命长等优点,因而在精密测量领域有着广泛的应用。它的信号采集系统则是整个测量系统的关键部分,其设计水平直接影响测量的精度和稳定性。本文首先分析了国内外电感式位移传感器及数据采集系统的研究现状,然后针对现有系统存在的问题,研制了一套基于USB总线的电感传感器信号采集系统,目的在于提高测量精度,同时加入USB接口实现系统与计算机之间的通信,使得系统使用更加方便。本文主要完成以下工作:设计并研制电感传感器信号调理电路和以单片机P89C61X2BA为控制核心的数据采集系统,数据采集模块包括A/D转换电路和USB接口电路;开发单片机的固件程序、USB设备驱动程序和上位机应用程序。固件程序控制USB通信和数据采集,采用Keil C51语言开发;USB设备驱动程序为USB设备和PC机进行通信提供保证,采用Visual C++ 6.0以及辅助开发工具DriverStudio3.1和WinXP DDK进行开发;上位机应用程序则是用户通过计算机与系统交互的接口,是在Visual C++ 6.0环境下开发的。本文对系统进行了USB接口功能实验、稳定性实验、重复性实验和比对实验。实验结果表明,该系统可以准确实现USB数据传输,具有较好的稳定性和可靠性,而且具有便携式和即插即用(PnP)等优点,满足了功能要求。

关键词：电感传感器 USB 固件 WDM驱动程序

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