電感位移傳感器線性擴(kuò)展的優(yōu)化研究.pdf

1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要電感位移傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械位移變化轉(zhuǎn)換成電量輸出的檢測(cè)裝置。由螺管線圈構(gòu)成的電感位移傳感器具有無磨損、無重復(fù)誤差、信號(hào)輸入與輸出電路相互隔離等許多實(shí)用性的優(yōu)點(diǎn)，在長度計(jì)量中得到廣泛應(yīng)用，特別在大范圍、高精度的測(cè)量方面具有極大優(yōu)勢(shì)。一般電感位移傳感器只鐵芯在螺管線圈中心附近移動(dòng)時(shí)才能獲得較高靈敏度和較好的線性特性，顯然螺管線圈的利用率不高。作大尺寸測(cè)量，電感位移傳感器必然體積較大，導(dǎo)致其響應(yīng)頻率受到

2、限制。本文跳出以往螺管線圈均勻密繞的思維模式，尋找一種不等距螺管線圈螺距，改變螺管線圈內(nèi)部磁場(chǎng)分布，使螺管線圈線性輸出范圍與它的總長度之比達(dá)到最大值。本文在深入探討電感位移傳感器工作原理的基礎(chǔ)上，分析了螺管線圈內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，通過改變螺管線圈的螺線繞制，擴(kuò)展了電感位移傳感器的線性輸出范圍。作者對(duì)理論研究中得到的變螺距優(yōu)化結(jié)果，用MatLab進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。按照仿真驗(yàn)證的優(yōu)化參數(shù)，精確繞制了優(yōu)化螺距螺管線圈傳感器。作者設(shè)計(jì)并制作了基于

3、差動(dòng)式電感位移傳感器專用芯片AD598的測(cè)試電路，與優(yōu)化螺管線圈傳感器一起構(gòu)成了測(cè)量系統(tǒng)。用萬能工具顯微鏡產(chǎn)生精確位移對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明傳感器的線性范圍由通常的23%提高到44%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了作者對(duì)螺管線圈螺距的優(yōu)化理論及方法的正確性。誤差分析中，作者探討了自制的螺管線圈傳感器的線性指標(biāo)未達(dá)到理論值的原因。關(guān)鍵詞:螺管線圈線性輸出MATLAB仿真電磁感應(yīng)萬能工具顯微鏡獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師

4、指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:碑轟日期:xny年0月)q日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即:學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和