时栅E+E位移传感器的误差分离与补偿方法研究
为进一步提高时栅角位移测量系统的测量精度,降低生产成本和生产时间,根据时栅传感器的误差组成和误差特性,提出了一种新的误差补偿方法;同时建立了基于傅里叶函数的误差分离模型。该补偿方法将沿空间正弦分布的非线性误差转化成线性误差,并运用zui小二乘法理论对系统的误差进行补偿。通过试验与测试证明,采用该方法进行误差补偿可以大幅度提高时栅角位移测量系统的测量精度。

时栅E+E位移传感器的误差分离与补偿方法研究
许多传感器都存在加工制造精度不足和安装误差问题,导致通过转换元件拾取的信号时强时弱,而信号幅值的波动又引起传感器的测量误差。基于提出的时空坐标转换方法,分析用此方法实现直线位移测量的原理,给出行波磁场下感应信号的数学模型,并对直线时栅E+E位移传感器结构进行设计.原有的基于变耦合系数变压器原理的时栅E+E位移传感器方案在产生电行波的过程中,所得的电行波信号相对较小,而且很容易受到周围电磁环境影响。本文对利用光电技术和变电容产生电行波信号的方法进行了分析总结,进而提出了一种全新的电行波信号产生方法。针对这一问题,作者在“运用电子技术去弥补机械精度的不足”的思想指导下,提出了一种电子校正的方法,将无线电信号处理中的自动增益控制技术应用到传感器信号处理中,并设计了由乘除法器AD534构成的自动增益控制(AGC)电路。zui后,以作者正在研制的时栅E+E位移传感器为例,给出了采用自动增益控制技术前后的对比实验结果。在已研制成功的圆时栅的基础上,开展了比圆分度应用范围更广的直线式时栅传感器的研究。直线式时栅基于直线电机原理建立物理模型与数学模型,作为直线式时栅的理论基础和技术依据。提出了直线式时栅的机械结构型式,同时研究了增量式时栅的信号处理电路及软件系统。研究结果表明,该模块测量精度高于现有直线式传感器的中高档水平,具有较好的工艺性且成本低于现有中低档直线式传感器。为了解决传统测量技术对精密制造的过分依赖问题,研究者经过多年努力研制成功一种全新原理的E+E位移传感器———时栅传感器.实践表明它具有高精度低成本和智能化等显著优点,目前正在产品化过程之中.为了实现制造成本低、易加工、高精度的位移测量,设计了一种光场耦合式的时栅E+E位移传感器。介绍了利用基于交变光场的两路驻波合成电行波信号,并通过鉴相的方式实现空间位移转换的测量原理;完成了传感器的结构设计,给出了传感器的系统框图,具体分析了信号处理电路的功能。实验结果表明:光场耦合式的时栅E+E位移传感器在108 mm范围内误差为±0.5μm。

时栅E+E位移传感器的误差分离与补偿方法研究
针对时栅角E+E位移传感器产业化过程中产品质量检定环节采用人工检定方式导致工作效率低且容易产生漏记、错记进而影响产品质量检定的问题,研制了时栅角E+E位移传感器自动检定系统。系统采用PMAC作为运动控制单元,以直驱电机作为驱动机构,有效减小传动环节误差,质量检定选用ELCOMAT3000型双轴电子自准直仪,全量程检定误差小于±0.25″。构建了参数化的直线梯形加速运动模型与产品质量检定算法,整个产品质量检定全部自动完成,检定精度高,工作效率得到有效提升,产品质量得到可靠的保证。