直線式時(shí)柵位移傳感器試驗(yàn)方法與精度研究.pdf

1、時(shí)柵是采用“以時(shí)間測空間”的思想原理,完全不同于光柵等基于空間精密刻劃技術(shù)的各種傳統(tǒng)位移傳感器,歷經(jīng)十幾年的努力,圓分度時(shí)柵位移傳感器的研究已有很大突破,已在計(jì)量部門、制造業(yè)和國防軍工三大領(lǐng)域獲得快速推廣,充分展現(xiàn)其制造工藝簡單、抗干擾能力強(qiáng)、成本低、智能化程度高等顯著優(yōu)勢,具有很好的市場前景。
　　長度是一個(gè)極為重要的物理量,它是國際單位制的七個(gè)基本物理量(長度、質(zhì)量、時(shí)間、電流強(qiáng)度、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量和光強(qiáng)度)之一。因此,長

2、度位移的測量在測量技術(shù)中占有著不可忽略的位置。為了延伸時(shí)柵傳感器的種類,筆者所在的課題組在國家自然科學(xué)基金的資助下,借鑒研發(fā)圓分度時(shí)柵位移傳感器過程中積累的豐富經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步對直線式時(shí)柵位移傳感器進(jìn)行了更深入的研究。為了提高精度,達(dá)到計(jì)量水平。本文所反映的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.對比分析感應(yīng)同步器、光柵和時(shí)柵的工作原理,找出它們的共性與區(qū)別,為直線式時(shí)柵位移傳感器進(jìn)一步研究提供了理論依據(jù)。
　　2.根據(jù)直線電機(jī)原理,介紹了

3、直線式時(shí)柵位移傳感器的原理,設(shè)計(jì)出間隙均勻的機(jī)械開槽代替用雙排滾針手工排列的結(jié)構(gòu)。以便于以形成滿足時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的行波磁場。
　　3.選用熱膨脹系數(shù)相同的材料,設(shè)計(jì)出定尺與導(dǎo)軌,滑尺與滑塊機(jī)構(gòu),保證了滑尺、導(dǎo)軌與定尺的平行度,簡化了機(jī)構(gòu)安裝環(huán)節(jié),減小了阿貝誤差和溫度誤差的影響。
　　4.介紹傳感器的誤差分離與自修正技術(shù),動(dòng)態(tài)測量數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù),動(dòng)態(tài)誤差分離與實(shí)時(shí)修正。
　　5.運(yùn)用直線式時(shí)柵位移傳感器、Heidenha

4、in直線光柵與Renishaw激光干涉儀的對比試驗(yàn)。借鑒圓時(shí)柵中的局部擬合整體的修正方法進(jìn)行試驗(yàn)研究。
　　6.采用曲線擬合法、逐點(diǎn)修正法和譜分析法對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通過大量的靜態(tài)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)找到影響精度的因素,以便于提高測量的精度。
　　綜上所述,在已經(jīng)驗(yàn)證的直線式時(shí)柵位移傳感器可行性基礎(chǔ)上,進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)與更深層次的研究,為直線式時(shí)柵位移傳感器研究工作的全面展開奠定了基礎(chǔ),對高精度直線式時(shí)柵位移傳感器的研發(fā)工作具有