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MEMS技術的三相柵式E+E位移傳感器關鍵技術
柵式E+E位移傳感器在位移測量中具有廣泛的應用,時柵是課題組發(fā)明的一種新型柵式E+E位移傳感器。經(jīng)過多年的研究,在圓時柵方面的研究中已取得很大突破。時柵E+E位移傳感器具有結(jié)構簡單、制造工藝簡單、抗干擾能力強、智能化程度高、成本低等顯著優(yōu)勢,具有良好的市場前景。

MEMS技術的三相柵式E+E位移傳感器關鍵技術
分析了傳統(tǒng)E+E位移傳感器的優(yōu)點與不足,討論了時空轉(zhuǎn)換思想、時空坐標轉(zhuǎn)換方法與時柵E+E位移傳感器原理。 通過高精度時柵E+E位移傳感器的研制過程,介紹了單齒式、差頻式、場式和混合式幾種時柵的原理結(jié)構及其分別達 到的分辨率和精度指標,zui終通過鑒定的場式時柵達到了0．1”的分辨率和±0．8”的精度。還介紹了諧波修正法 思想,目的在于把傅里葉變換用于傳感器誕生之前的參數(shù)設計和制作過程中的誤差修正,而不只是在其后的誤差 分解和分析。反映出時柵作為一種智能傳感器所體現(xiàn)的技術優(yōu)勢和諧波修正法的實用效果,而zui終目標是不依賴 精密機械加工或不用刻線尺而實現(xiàn)精密位移測量。在該課題的研究中,解決了一些關鍵技術問題。主要研究內(nèi)容如下:對比分析光柵、感應同步器和時柵的工作原理,并找出它們的共性與區(qū)別,為新型柵式E+E位移傳感器的研究提供了理論依據(jù)。對比感應同步器的定轉(zhuǎn)子結(jié)構,提出合理的設計方案,設計出新型柵式E+E位移傳感器的“盤式”新結(jié)構;采用Tanner Pro設計軟件對定轉(zhuǎn)子繞組進行設計,結(jié)合MEMS微細加工技術并用光刻工藝對定轉(zhuǎn)子進行加工。研究并確定適合新型柵式E+E位移傳感器所需的激勵電源的頻率;分析時柵現(xiàn)有的激勵電源電路和信號處理電路,并對其進行改進設計,使之為本課題所用。對新型柵式E+E位移傳感器的實驗系統(tǒng)進行設計,研制適合“盤式”新結(jié)構的實驗裝置,并對實驗裝置進行校準和安裝。設計實驗方案,與高精度圓光柵進行對比實驗,分析誤差曲線并對其進行處理,完成新型柵式E+E位移傳感器的原理性實驗;并對產(chǎn)生誤差的原因進行詳細分析,為進一步提高精度做準備。

MEMS技術的三相柵式E+E位移傳感器關鍵技術
綜上所述,在現(xiàn)有時柵和感應同步器的基礎上,研究了新型柵式E+E位移傳感器。從工作原理、結(jié)構設計、加工工藝和信號處理電路等方面進行了詳細的論述,解決了新型柵式E+E位移傳感器的幾個關鍵問題,完成了新型柵式E+E位移傳感器的原理性實驗,為時柵提供了一個新的研究方向。