基于無源無線聲表面波傳感器的主軸溫度監(jiān)測系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、主軸作為高精密機床的核心功能部件，其熱特性直接影響到機床的加工精度。本文基于對聲表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）傳感技術與無線通信系統(tǒng)理論的深入研究，針對機床主軸熱狀態(tài)監(jiān)測與補償問題提出了基于無源無線聲表面渡傳感器的主軸溫度監(jiān)測系統(tǒng)方案，研制了完整的主軸溫度監(jiān)測系統(tǒng)并通過實驗驗證了該系統(tǒng)的有效性。論文的主要研究工作如下：
　　(1)基于對SAW傳感器傳感原理與質詢特性的分析，提出使用諧振型SAW傳感器作

2、為主軸溫度監(jiān)測系統(tǒng)的感知元件。研究各類射頻質詢系統(tǒng)方案的通信特性，結合諧振型SAW傳感器的通信特征確定主軸溫度監(jiān)測系統(tǒng)質詢器電路結構。
　　(2)設計開發(fā)SAW傳感監(jiān)測系統(tǒng)質詢器的硬件與軟件系統(tǒng)。分析、試驗各電路功能模塊的結構原理及性能特征，在此基礎上，設計并制作了質詢器集成電路，編寫了質詢器控制程序并開發(fā)了具有靈活顯示功能的上位機軟件。
　　(3)測定SAW傳感溫度監(jiān)測系統(tǒng)性能。針對質詢器收發(fā)鏈路的串擾問題，使用射頻開關、

3、頻率合成器及超外差接收器的綜合控制方法消除了接收鏈路噪聲并獲得了質詢器與SAW傳感器的良好通信效果。采用發(fā)射信號掃頻實驗模擬SAW傳感器與質詢器的通信過程，檢測質詢器的信號解調與解析性能，結果表明系統(tǒng)測溫精度在一定范圍內可達0.1℃。
　　(4)開展基于SAW傳感的主軸溫度監(jiān)測系統(tǒng)機床應用實驗。就影響監(jiān)測系統(tǒng)通信質量的各要素進行了實驗研究，并根據實驗得到的影響規(guī)律優(yōu)化SAW傳感監(jiān)測系統(tǒng)的配置方式。最后按照優(yōu)化方案配置傳感器進行主軸