電渦流式角位移傳感器及二次儀表的優(yōu)化設計與分析.pdf

1、對比其他主流角位移傳感器，電渦流式角位移傳感器有著其獨特的優(yōu)勢和應用領域。電渦流式角位移傳感器不但性價比高，而且可靠性高，尤其適合應用于惡劣的工作環(huán)境。但隨著終端性能的不斷提高，傳統(tǒng)電渦流式角位移傳感器的精度和量程已漸漸不能滿足應用的要求。
　　硬件優(yōu)化和軟件補償是提升傳感器性能的主要途徑。一方面，基于非線性補償?shù)亩蝺x表技術，已經(jīng)廣泛的應用在傳感器領域；而另一方面，針對電渦流式角位移傳感器性能提升方面的研究，卻還始終停滯在硬件優(yōu)

2、化的階段。
　　本課題基于非線性補償?shù)亩蝺x表技術，針對電渦流式角位移傳感器來進行優(yōu)化設計與分析。第一步是分析傳統(tǒng)傳感器的結構與特性，并選擇了兼具數(shù)字信號處理和標準邏輯判斷功能的數(shù)字信號控制器芯片dsPIC33F作為嵌入式系統(tǒng)的主控芯片；再圍繞此芯片進行了硬件系統(tǒng)設計及電氣結構設計，并針對實測中的干擾和噪聲，為傳感器加入了有源濾波和屏蔽板組件，從而進一步優(yōu)化了系統(tǒng)；接下來研究了最小二乘曲線擬合非線性補償方法，并在進一步分析傳統(tǒng)傳感

3、器輸出特性曲線的基礎上，開發(fā)了嵌入式系統(tǒng)的校準及工作程序，其中包含了非線性補償算法、信號采樣、及與上位機通信的程序；最后，為了驗證傳感器的性能指標，基于新傳感器性能要求開發(fā)了校準測試硬件平臺，并基于LabVIEW平臺開發(fā)了校準測試系統(tǒng)軟件，并且為保證測試精度對測試平臺進行了組件安裝的調校及精度確認。
　　實驗中對樣品進行了校準測量，并針對各項性能指標（基本誤差、線性度誤差、重復性誤差、遲滯誤差及溫度特性）對傳感器進行了驗證，以確認