自分度非接觸角位移傳感原理及其信號處理方法研究.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)動裝置或旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)和運動特性的重要參數(shù)。通過精確測量角位移等參量，可以了解旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)和性能，判斷它們的運動特性，提高其運動過程控制的準(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)確測量具有極重要的意義，在機(jī)械檢測技術(shù)中具有極廣泛的應(yīng)用。針對目前角位移

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處理方法，建立了相應(yīng)的角位移傳感實驗裝置。本論文的主要工作如下：
　　在說明了國內(nèi)外角位移測量的研究現(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法獲取雙差分空間濾波傳感器輸出信號中心頻率的方法；闡述

3、了基于瞬時轉(zhuǎn)速與微時間片角位移測量法，即用傳感器輸出信號的兩個中心頻率計算出準(zhǔn)瞬時角速度后，將瞬時角速度與微時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和信息處理方法：通過波形變換將雙差分空間濾波傳感器的準(zhǔn)正弦信號轉(zhuǎn)換為兩個互補的矩形信號，用高頻脈沖插補法無丟失地獲取矩形信號的寬度，并根據(jù)該寬度計算出準(zhǔn)正弦信號的中心頻率。
　　設(shè)計并制作了信號預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集