自分度非接觸角位移傳感原理及其信號(hào)處理方法研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械是一種普遍存在的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，如各類加工機(jī)床的傳動(dòng)鏈、輪船的螺旋槳、武器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的瞄準(zhǔn)及跟蹤裝置等。旋轉(zhuǎn)參量如角位移、轉(zhuǎn)速和角加速度等是確定這些轉(zhuǎn)動(dòng)裝置或旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特性的重要參數(shù)。通過(guò)精確測(cè)量角位移等參量，可以了解旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)和性能，判斷它們的運(yùn)動(dòng)特性，提高其運(yùn)動(dòng)過(guò)程控制的準(zhǔn)確性，還可用于提取故障信息以用于系統(tǒng)的故障診斷等。因此角位移的準(zhǔn)確測(cè)量具有極重要的意義，在機(jī)械檢測(cè)技術(shù)中具有極廣泛的應(yīng)用。針對(duì)目前角位移

2、傳感器普遍存在的需同軸安裝精密分度盤的不足，本文采用空間濾波方法，提出了一種新的角位移傳感方法，初步研究了該傳感方法的傳感原理及信號(hào)處理方法，建立了相應(yīng)的角位移傳感實(shí)驗(yàn)裝置。本論文的主要工作如下：
　　在說(shuō)明了國(guó)內(nèi)外角位移測(cè)量的研究現(xiàn)狀后，詳細(xì)闡述了基于空間濾波技術(shù)的角位移傳感原理。采用兩個(gè)平行排列且相距一定距離的差分型光電池陣列構(gòu)成了雙差分空間濾波傳感器，分析了用高頻脈沖插補(bǔ)法獲取雙差分空間濾波傳感器輸出信號(hào)中心頻率的方法；闡述

3、了基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速與微時(shí)間片角位移測(cè)量法，即用傳感器輸出信號(hào)的兩個(gè)中心頻率計(jì)算出準(zhǔn)瞬時(shí)角速度后，將瞬時(shí)角速度與微時(shí)間片相乘得到微角位移，再將各微角位移量相加得到角位移值。
　　分析了基于空間濾波技術(shù)的角位移傳感方法中的信號(hào)和信息處理方法：通過(guò)波形變換將雙差分空間濾波傳感器的準(zhǔn)正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)互補(bǔ)的矩形信號(hào)，用高頻脈沖插補(bǔ)法無(wú)丟失地獲取矩形信號(hào)的寬度，并根據(jù)該寬度計(jì)算出準(zhǔn)正弦信號(hào)的中心頻率。
　　設(shè)計(jì)并制作了信號(hào)預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集