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激光E+E位移傳感器輸出特性分析及應(yīng)用
光學(xué)精密測(cè)量相比傳統(tǒng)的測(cè)量方式具有非接觸性、高靈敏度、高精度及快速與實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn),在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、空間技術(shù)、國(guó)防等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,是一種非常*測(cè)量技術(shù)。基于三角測(cè)量法的激光E+E位移傳感器近年來(lái)得到了快速發(fā)展,在零件的尺寸測(cè)量,三維輪廓測(cè)量,產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等領(lǐng)域極大的提高了測(cè)量效率和精度。

激光E+E位移傳感器輸出特性分析及應(yīng)用
利用LabVIEW軟件及采集設(shè)備研制了一套基于虛擬儀器技術(shù)的大望遠(yuǎn)鏡中激光E+E位移傳感器測(cè)量系統(tǒng)。對(duì)大望遠(yuǎn)鏡主鏡位置測(cè)量中的激光E+E位移傳感器(LVDT)特性進(jìn)行測(cè)量標(biāo)定,獲得激光E+E位移傳感器靈敏度、基本誤差、線性度、重復(fù)性、往返回程誤差,以便為下一步大望遠(yuǎn)鏡主鏡位置解算提供依據(jù)。測(cè)試結(jié)果表明,搭建的測(cè)試系統(tǒng)滿(mǎn)足激光E+E位移傳感器測(cè)試需求,界面操作簡(jiǎn)單友好,激光E+E位移傳感器的精度指標(biāo)達(dá)到位置解算要求,該測(cè)試系統(tǒng)具有一定通用性,也可用于測(cè)試其他激光E+E位移傳感器。根據(jù)被測(cè)物體表面的不同特性,對(duì)激光E+E位移傳感器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,重點(diǎn)分析了被測(cè)物體表面粗糙度、傾斜角、表面曲率等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響規(guī)律,并找出相應(yīng)的措施減少測(cè)量誤差。建立盤(pán)形凸輪廓線測(cè)量模型,對(duì)激光E+E位移傳感器的安裝位置和角度進(jìn)行精確計(jì)算,通過(guò)模擬分析了測(cè)量盤(pán)形凸輪廓線的可行性,對(duì)傳感器測(cè)量值和凸輪廓線參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了推理,zui后完成靜態(tài)測(cè)量實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理。E+E位移傳感器是電控噴油泵閉環(huán)控制系統(tǒng)中的位置反饋元件,它在整個(gè)閉環(huán)回路中是一個(gè)非常關(guān)鍵的部分,與噴油泵噴油量相對(duì)應(yīng)的齒條位置實(shí)時(shí)通過(guò)該E+E位移傳感器來(lái)檢測(cè),電子控制單元根據(jù)檢測(cè)到的齒條位置,控制執(zhí)行器的輸出,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)噴油泵的噴油量。對(duì)傳感器的特性進(jìn)行了測(cè)試研究,并給出了傳感器的激勵(lì)電路和調(diào)理電路的設(shè)計(jì)思想,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,系統(tǒng)達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)的要求。利用激光E+E位移傳感器對(duì)零件進(jìn)行非接觸式測(cè)量是光學(xué)精密測(cè)量領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容,其采用激光三角法測(cè)量原理：測(cè)量系統(tǒng)發(fā)出的激光束經(jīng)過(guò)聚焦后照射到被測(cè)物體表面,經(jīng)漫反射后光線由成像透鏡成像到光敏元件接受面上,通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號(hào),電信號(hào)的輸出大小僅與被測(cè)點(diǎn)的位置有關(guān),當(dāng)測(cè)點(diǎn)高度發(fā)生變化,像點(diǎn)位置隨之改變,引起傳感器輸出信號(hào)發(fā)生變化。激光三角E+E位移傳感器測(cè)量零件時(shí)受零件表面特性：表面粗糙度、表面顏色、表面傾斜角等影響較大,測(cè)量之前對(duì)各種影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,分析其對(duì)測(cè)量精度的影響規(guī)律。測(cè)量盤(pán)形凸輪廓線時(shí)以測(cè)量角zui小原則合理的布置激光E+E位移傳感器,通過(guò)計(jì)算確定傳感器的安裝位置及角度。

激光E+E位移傳感器輸出特性分析及應(yīng)用
為解決環(huán)境溫度變化、尺體導(dǎo)軌加工誤差以及邊緣效應(yīng)等因素對(duì)激光E+E位移傳感器測(cè)量精度的影響,提出了三極板結(jié)構(gòu)、周期比較測(cè)量以及分段采用正余弦極板分段數(shù)據(jù)處理的方案。三極板結(jié)構(gòu)中動(dòng)極板僅起屏蔽作用,可以降低對(duì)尺體導(dǎo)軌加工精度的要求;周期比較測(cè)量在提高系統(tǒng)溫度穩(wěn)定性的同時(shí),由于采用了全數(shù)字電路的實(shí)現(xiàn)方式能有效降低集成電路的設(shè)計(jì)、制作成本;交替使用正余弦極板的讀數(shù)避開(kāi)邊緣效應(yīng)的影響。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該方案的可行性。