MEMS技术的三相栅式E+E位移传感器关键技术
栅式E+E位移传感器在位移测量中具有广泛的应用,时栅是课题组发明的一种新型栅式E+E位移传感器。经过多年的研究,在圆时栅方面的研究中已取得很大突破。时栅E+E位移传感器具有结构简单、制造工艺简单、抗干扰能力强、智能化程度高、成本低等显著优势,具有良好的市场前景。

MEMS技术的三相栅式E+E位移传感器关键技术
分析了传统E+E位移传感器的优点与不足,讨论了时空转换思想、时空坐标转换方法与时栅E+E位移传感器原理。 通过高精度时栅E+E位移传感器的研制过程,介绍了单齿式、差频式、场式和混合式几种时栅的原理结构及其分别达 到的分辨率和精度指标,zui终通过鉴定的场式时栅达到了0．1”的分辨率和±0．8”的精度。还介绍了谐波修正法 思想,目的在于把傅里叶变换用于传感器诞生之前的参数设计和制作过程中的误差修正,而不只是在其后的误差 分解和分析。反映出时栅作为一种智能传感器所体现的技术优势和谐波修正法的实用效果,而zui终目标是不依赖 精密机械加工或不用刻线尺而实现精密位移测量。在该课题的研究中,解决了一些关键技术问题。主要研究内容如下:对比分析光栅、感应同步器和时栅的工作原理,并找出它们的共性与区别,为新型栅式E+E位移传感器的研究提供了理论依据。对比感应同步器的定转子结构,提出合理的设计方案,设计出新型栅式E+E位移传感器的“盘式”新结构;采用Tanner Pro设计软件对定转子绕组进行设计,结合MEMS微细加工技术并用光刻工艺对定转子进行加工。研究并确定适合新型栅式E+E位移传感器所需的激励电源的频率;分析时栅现有的激励电源电路和信号处理电路,并对其进行改进设计,使之为本课题所用。对新型栅式E+E位移传感器的实验系统进行设计,研制适合“盘式”新结构的实验装置,并对实验装置进行校准和安装。设计实验方案,与高精度圆光栅进行对比实验,分析误差曲线并对其进行处理,完成新型栅式E+E位移传感器的原理性实验;并对产生误差的原因进行详细分析,为进一步提高精度做准备。

MEMS技术的三相栅式E+E位移传感器关键技术
综上所述,在现有时栅和感应同步器的基础上,研究了新型栅式E+E位移传感器。从工作原理、结构设计、加工工艺和信号处理电路等方面进行了详细的论述,解决了新型栅式E+E位移传感器的几个关键问题,完成了新型栅式E+E位移传感器的原理性实验,为时栅提供了一个新的研究方向。