时栅E+E位移传感器的电磁场分析及其结构优化
时栅E+E位移传感器是一种通过对时间测量而完成空间测量的栅式传感器，这里是狭隘地指磁场式时栅E+E位移传感器，场式时栅和变耦合系数型时栅是其中的两大类型，它们都是以电磁场作为媒介将空间位移量转化成电信号。随着时栅E+E位移传感器朝着高速测量和高精度测量方向的发展，当前传感器本身的工艺结构设计和细节参数已经不能满足发展的需要，但传统的时栅传感器设计方法已经对传感器进一步的改进显得颇为吃力。

时栅E+E位移传感器的电磁场分析及其结构优化
为解决时栅传感器协同工作而相互干扰的问题,减少传感器协同工作时数据采集的复杂程度。用分时激励、分时采集和排队发送数据来消除多路传感器相互影响的思想,设计了基于高精度分时激励电路、采集电路和串口发送电路。利用QUARTUSⅡ9.0开发平台,用Signal TapⅡ进行逻辑分析,并通过两个时栅E+E位移传感器搭建试验平台。一方面传统的设计流程不仅需要投入大量的人力、物力，而且往往一种新方案的设计要花费相当长的时间，再加上日前消费水平的飞速提高，随之而来的研究的成本越来越大；另一方面传统的时栅传感器设计方法不能比较精确地分析传感器中的电磁场，以致设计的传感器虽然能满足当前大多数情况下的要求，但传感器的输出信号与理想中的信号相差比较大，所以在有些情况下，比如说在进行高速测量时，即动态测量时，传感器的输出信号质量就要变差，导致测量精度的下降。对于时栅E+E位移传感器发展过程中逐渐呈现的这些问题，传统的设计方法又不能很好地满足解决问题的需要，所以迫切需要寻求更好的方法改进传感器的设计方法。为了迎合时栅传感器发展的需要，我们加强了对时栅传感器电磁场的分析。在对时栅传感器进行磁路分析的基础上，电磁场有限元分析法被引入到时栅传感器的设计流程中，一方面使我们对时栅传感器的电磁场有更准确的把握，不再只是简单的“定性”分析，还要做到“定量”分析，另一方面我们可以根据时栅传感器的电磁场分析结果来优化其结构，改善其输出信号质量，使其能适应高速测量的需要，又能具有更高的测量精度。可以根据新方案在Ansoft Maxwell中构建出模型，然后对其进行仿真，如果方案中有不合理的地方可以在Ansoft Maxwell中对模型进行修改，再仿真，直至得到令人满意的新方案。对时栅传感器的电磁场加强分析后，不仅发现了目前传感器中存在的一些问题，而且还找到了对传感器结构优化的方案。

时栅E+E位移传感器的电磁场分析及其结构优化
由于对时栅传感器的有限元计算所运用计算机软件Ansoft Maxwell不仅完成了对时栅传感器电磁场的求解，而且它给时栅传感器的方案改进带来了便利，可以大大节约新方案的设计时间。仿真实验表明，优化后的时栅传感器输出信号质量较以前有很大改善，因而传感器的性能得以提高。试验表明,采用分时激励和分时采集的方法,传感器的精度从原来的±3″提高到±1″,可以有效解决多传感器相互干扰的问题。