检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2025年第2期46卷 314-324页

作者：杨继森秦小东桂强徐杰刘家红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400054 重庆铁马工业集团有限公司重庆400050

为了在不增加传感器尺寸的前提下,提高传感器的分辨力和测量精度,并实现绝对角位移测量,以满足空间受限的工业场合应用需求,故提出了一种基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器设计方案。该传感器主要由定尺、动尺和... 详细信息

为了在不增加传感器尺寸的前提下,提高传感器的分辨力和测量精度,并实现绝对角位移测量,以满足空间受限的工业场合应用需求,故提出了一种基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器设计方案。该传感器主要由定尺、动尺和驱动电路板组成,定尺上设置有精机码道的两路激励线圈、粗机码道的两路感应线圈、电磁耦合线圈的次级,动尺上设置有精机码道的两路感应线圈、粗机码道的两路激励线圈、电磁耦合线圈的初级,驱动电路板上设置有一组驱动信号发生电路、两组感应信号处理电路、FPGA核心电路。将动尺上精机码道的两路感应线圈与粗机码道的两路激励线圈串联在一起实现二次调制,当传感器精机码道的激励线圈上电工作时,精机码道的两路感应线圈上所感应的两路角位移电信号被调制到粗机码道上,从而实现了粗机码道与精机码道分辨力相加的目的,以此提升传感器的分辨力。同时将一路精机感应信号通过电磁耦合线圈回传到定尺端作为整周定位信号。通过FPGA同步解算这两路信号,实现绝对角位移测量。采用PCB工艺制作了外径为140 mm的传感器样机。实验结果表明,该传感器只需要一组驱动电路就能够实现绝对角位移测量,且分辨力从0.38″提升到0.2″,提高了47%,原始测量误差范围从±34.14″降低到±16.06″,降低了53%。

关键词：角位移传感器绝对式二次调制同步测量

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一种可用于扭矩测量的角位移传感器

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传感器与微系统 2025年第05期 86-89页

作者：冉鑫阳汤其富李森林夏菊赵江渝张华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机电职业技术大学电气与电子工程学院

针对当前非接触式扭矩测量方法大多在旋转轴两端分别安装传感器导致一致性差、成本高、安装困难等问题，开展一种可用于扭矩测量的双转子同步耦合型电磁感应式角位移传感器研究。传感器由1个定子和2个转子组成，2个转子与定子之间均通... 详细信息

针对当前非接触式扭矩测量方法大多在旋转轴两端分别安装传感器导致一致性差、成本高、安装困难等问题，开展一种可用于扭矩测量的双转子同步耦合型电磁感应式角位移传感器研究。传感器由1个定子和2个转子组成，2个转子与定子之间均通过电磁感应耦合，使定子同时输出关于2个转子的位移信息，并且可以通过两转子位移差测量扭矩。介绍了传感器结构、工作原理、仿真实验与样机实验。实验结果表明，该传感器2个转子对极内测量误差分别为-9.35″～19.46″和-13.75″～22.89″,分辨率为0.93″,测扭矩分辨率为0.057 Nm,测扭矩误差为-0.8～1.21 Nm。

关键词：角位移传感器扭矩测量双转子同步耦合电磁感应

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角位移传感器定转子间隙设计与验证

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南京航空航天大学学报 2021年第4期53卷 598-604页

作者：徐华郑嘉铭韩超南京机电液压工程研究中心南京211106 西安交通大学电气工程学院西安710049

角位移传感器(Rotary variable differential transformer,RVDT)采用非接触设计,具有灵敏度高、线性好、结构紧凑等优点,在航空领域自动控制系统中应用广泛。在其结构参数中,定转子间隙是提高性能和可靠性的重要设计因素。本文针对定转... 详细信息

角位移传感器(Rotary variable differential transformer,RVDT)采用非接触设计,具有灵敏度高、线性好、结构紧凑等优点,在航空领域自动控制系统中应用广泛。在其结构参数中,定转子间隙是提高性能和可靠性的重要设计因素。本文针对定转子间隙进行研究,并以一款典型产品开展了优化设计。通过理论仿真分析和物理实验测试两个角度研究了间隙对角位移传感器的线性度和梯度这两个重要静态指标的影响规律,从而获得了在一定的结构尺寸下,传感器输出梯度和线性度随间隙大小的变化规律以及间隙的合理选取范围等重要结论。本文研究不仅可为产品结构设计参数的选取提供有力的支撑,而且在工程实现中,还可对实际产品结构尺寸进行修正,提高产品的合格率。此外,相关研究方法和获得的结论还可以推广应用到多余度角位移传感器的研制中,为此类产品的快速研发提供借鉴。

关键词：角位移传感器定子铁芯转子铁芯间隙设计线性度梯度

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非接触电感式角位移传感器的设计与校准

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仪器仪表学报 2022年第2期43卷 36-42页

作者：陈小丽张波李杰田跃北京科技大学数理学院北京100083 北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心北京100083

本文设计了一种非接触电感式角位移传感器,该传感器由定子和转子组成,其中转子由扇形铜箔获得,定子包含一组激励线圈,一组接收线圈以及后续处理电路。当给激励线圈通入交变电流时,相邻两个接收线圈产生的感应电动势大小相等,方向相反,... 详细信息

本文设计了一种非接触电感式角位移传感器,该传感器由定子和转子组成,其中转子由扇形铜箔获得,定子包含一组激励线圈,一组接收线圈以及后续处理电路。当给激励线圈通入交变电流时,相邻两个接收线圈产生的感应电动势大小相等,方向相反,此时感应电压为0,当转子在接收线圈上方转动时,转子中产生的涡流会导致相邻两个接收线圈感应电压产生不同的变化,经过理论与仿真分析,验证了随着转子的转动,接收线圈中感应电压的幅值呈现正余弦变化。本文编写算法对正余弦信号进行识别与校准,以定位精度为0.0003°的高精度时栅转台为基准对样机进行测试,结果表明校准完成后,在0°~360°范围内该传感器误差为0.1°,满足实际生产需求,验证了该方案的可行性。

关键词：电感式传感器角位移传感器误差校准

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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

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仪器仪表学报 2019年第11期40卷 23-31页

作者：刘小康李昌伟彭凯于治成冯济琴重庆理工大学机械检测技术与教育部工程研究中心重庆400054

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... 详细信息

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″。

关键词：分时复用结构反射式绝对式时栅角位移传感器

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寄生式时栅角位移传感器误差源分析与验证

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华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第6期44卷 40-45页

作者：杨洪涛章刘沙费业泰彭东林安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009 重庆理工大学电子信息与自动化学院重庆400054

为了提高寄生式时栅角位移传感器的精度,深入分析误差源产生机理和变化规律,确定其主次影响因素,通过对传感器结构分析和行波公式推导分析,得到寄生式时栅角位移传感器的主要误差来源,包括两相激励信号时间、空间正交性误差以及驻波信... 详细信息

为了提高寄生式时栅角位移传感器的精度,深入分析误差源产生机理和变化规律,确定其主次影响因素,通过对传感器结构分析和行波公式推导分析,得到寄生式时栅角位移传感器的主要误差来源,包括两相激励信号时间、空间正交性误差以及驻波信号幅值误差、线圈零点残余电压引起的误差等.对各误差分量的具体谐波频率次数进行理论推导,确定了产生不同谐波误差分量的具体原因,并通过实验进行验证.验证结果表明:导致传感器产生零点残余电压的误差影响因素对传感器测量精度的影响最为显著,为寄生式时栅传感器的主要误差来源;激励信号的时间、空间正交误差及两列驻波信号的幅值不等为次要来源.

关键词：角位移传感器寄生式时栅误差源谐波分析主次影响因素

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基于二次调制原理的多层结构绝对式角位移传感器

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仪器仪表学报 2023年第5期44卷 214-222页

作者：刘小康康成蓥于治成郑方燕王合文重庆理工大学机械检测与装备技术教育部工程研究中心重庆400054

为了在传感器径向尺寸不变的前提下,保持良好的测量精度和分辨率,以适应小型化需要的工业场合,提出了一种利用多层结构实现信号二次调制的圆时栅角位移传感器。传感器为3层结构,利用轴向空间,使内外环分别通过多层结构完成信号的二次调... 详细信息

为了在传感器径向尺寸不变的前提下,保持良好的测量精度和分辨率,以适应小型化需要的工业场合,提出了一种利用多层结构实现信号二次调制的圆时栅角位移传感器。传感器为3层结构,利用轴向空间,使内外环分别通过多层结构完成信号的二次调制,其中内环作为粗测环经二次调制后用于实现传感器的绝对定位,外环作为精测环经二次调制后,提高了传感器分辨率。采用PCB工艺制造了外径Φ=100 mm,内径Φ=50 mm的传感器样机,初步实验表明内外环同时施加激励时,内外环将分别受到对方产生的串扰影响,因此进一步提出分时施加激励的优化方法避免信号串扰的影响以提升测量精度。最终实验结果表明传感器能够实现绝对定位且分辨率提升了1倍,原始测量精度达到了±4.1″。

关键词：角位移传感器多层结构二次调制绝对式分时结构

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结构参数约束下的磁场补偿式双层时栅角位移传感器研究

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中国机械工程 2023年第19期34卷 2296-2303,2312页

作者：杨继森周润张天恒卢渝吴灼张迪张静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400054

时栅角位移传感器广泛运用于数控机床、工业机器人等领域中的角度测量。针对双层时栅角位移传感器测量过程中时变磁场分布不对称问题,提出了一种磁场补偿驱动方案,该方案通过对双层平面线圈分层分幅值激励来提高时变磁场的对称性。首先... 详细信息

时栅角位移传感器广泛运用于数控机床、工业机器人等领域中的角度测量。针对双层时栅角位移传感器测量过程中时变磁场分布不对称问题,提出了一种磁场补偿驱动方案,该方案通过对双层平面线圈分层分幅值激励来提高时变磁场的对称性。首先建立了传感器时变磁场参数化数学模型,根据磁场补偿思路确定了两层激励信号幅值比与传感器结构参数的关系;然后构建了仿真模型,并搭建了传感器实验系统;最后,进行了原有驱动方案与磁场补偿式驱动方案的对比仿真与实验分析。仿真数据表明,磁场补偿驱动方案优化了磁场分布,有效地减小了传感器节距内互补位置的感应电动势幅值差,双层时栅角位移传感器节距内测量误差减小了37.4%;实验数据表明,磁场补偿驱动方案使节距内测量误差降低至(-20.8″,12.6″)。仿真与实验数据的对比验证了磁场补偿驱动方案的有效性。

关键词：角位移传感器磁场补偿驱动方案测量误差

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基于误差函数相位偏移的电场式时栅角位移传感器自标定

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光学精密工程 2024年第18期32卷 2803-2813页

作者：于治成黎自豪蒲红吉吴昶亮展丙男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400054 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

比对标定对于传感器测量精度的保持和提升具有重要意义,但其易受现场环境限制,且成本昂贵。电场式时栅精度不断刷新,寻找外部参考基准也变得日益困难。针对这一难题,提出了以圆周封闭原则为基准,利用傅里叶级数的平移定律,将电场式时栅... 详细信息

比对标定对于传感器测量精度的保持和提升具有重要意义,但其易受现场环境限制,且成本昂贵。电场式时栅精度不断刷新,寻找外部参考基准也变得日益困难。针对这一难题,提出了以圆周封闭原则为基准,利用傅里叶级数的平移定律,将电场式时栅的误差序列值以2π/n角位移值进行移相,利用具有不同移相次数的误差序列值进行频谱分析,互相补偿缺失的谐波分量,最终利用各次谐波分量重构传感器误差函数的自标定方法。并据此设计、搭建了相应的自标定实验平台。实验结果表明,该自标定方法对于电场式时栅角位移传感器中所包含的周期性误差补偿效果显著。对极内,使用该自标定方法与用光栅作为参考基准所获得的标定精度基本相当,两者误差为0.05",对极内误差下降67%;整周范围内,两者误差为0.15",整周误差下降80%。该自标定方法相比于传统的比对标定法在效率、应用范围及标定成本方面均拥有显著优势。

关键词：电场式角位移传感器自标定误差移相谐波分量

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基于二次调制的高精度多圈绝对式时栅角位移传感器

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仪器仪表学报 2021年第5期42卷 90-98页

作者：刘小康柳康蒲红吉于治成彭凯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400054

提出了一种基于二次调制的高精度多圈绝对式时栅角位移传感器,该传感器由单圈绝对式传感器与多圈计数模块组成。首先,采用两级单排式时栅角位移传感器构成单圈绝对式传感器,通过第一级传感器构建四路正交的行波信号,将差动的两路行波信... 详细信息

提出了一种基于二次调制的高精度多圈绝对式时栅角位移传感器,该传感器由单圈绝对式传感器与多圈计数模块组成。首先,采用两级单排式时栅角位移传感器构成单圈绝对式传感器,通过第一级传感器构建四路正交的行波信号,将差动的两路行波信号直接反射,作为精测信号;同时,利用第一级四路正交的行波信号作为第二级传感器的激励信号进行二次调制,获得整周单周期信号,作为粗测信号,精测信号结合粗测信号实现高精度单圈绝对式角位移测量。在此基础上,结合韦根多圈计数模块记录圈数信息,从而实现高精度多圈绝对式角位移测量。通过印制电路板技术制作了原理样机,搭建了实验平台,并进行了测试,实验结果表明:该传感器在整周范围原始精度可达±8″,并且在上电、断电情况下实现了圈数的准确记忆。

关键词：二次调制多圈绝对式时栅角位移传感器

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