渦流傳感器位移測量精度影響因素研究.pdf

1、火箭燃料貯箱柵格的精密加工對火箭發(fā)射的安全性和經(jīng)濟(jì)性起著至關(guān)重要的作用?；跍y量加工一體化的鏡像銑削方式憑借其效率高、通用性強(qiáng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)，成為了解決該類大型薄壁構(gòu)件加工問題的有效途徑。為保證鏡像銑削精度，加工過程中，銑削刀具與支撐末端的中心軸線必須始終沿加工點(diǎn)的法矢方向。為此，在支撐末端采用陣列渦流傳感器實(shí)時(shí)測量位移以獲取加工局部表面的法矢方向。顯然，法矢測量精度是保證鏡像銑削加工精度及穩(wěn)定性的前提，而渦流傳感器位移測量精度又是保證

2、法矢測量精度的基礎(chǔ)。因此，提高渦流傳感器位移測量精度也是在為保障鏡像銑削加工精度奠定基礎(chǔ)。基于課題背景，本文將探究傾角及耦合干擾對渦流傳感器位移測量精度的影響規(guī)律。
　　闡述了渦流傳感器的測量原理，對線圈等效阻抗分量進(jìn)行了理論分析。通過電磁場仿真軟件ANSYS Maxwell完成了仿真建模，對線圈尺寸、激勵頻率、被測材料屬性等參量的影響規(guī)律進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)線圈厚度越小、內(nèi)半徑越大時(shí)，傳感器測量靈敏度就越高;渦流密度隨激勵頻率增大而

3、增大，趨膚深度則會隨激勵頻率增大而減小;傳感器對鐵磁材料與非鐵磁材料測量時(shí)，線圈等效電感的變化趨勢相反。
　　針對傾角和耦合干擾分別建立了分析模型，完成了相應(yīng)的仿真建模?；趦A角模型對比分析了傾角為零和非零時(shí)的渦流分布及密度。通過對傾角、提離高度和等效阻抗三者之間的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)傾角和提離高度對等效阻抗影響趨勢相反，即傾角會導(dǎo)致傳感器測量值偏小，且平均誤差隨傾角增大呈高斯函數(shù)型增長?；隈詈夏Ｐ蛯Ρ确治隽瞬煌g距下的渦流分布及

4、密度。通過對線圈互感、傳感器間距和提離高度三者之間的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)傳感器間距和提離高度均會對耦合干擾強(qiáng)度產(chǎn)生影響，并探究了不同激勵頻率對耦合干擾強(qiáng)度的影響。
　　實(shí)驗(yàn)探究了傾角和耦合干擾對渦流傳感器位移測量精度的影響規(guī)律，并對測量誤差進(jìn)行了補(bǔ)償。搭建傾角實(shí)驗(yàn)平臺，通過對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了傾角導(dǎo)致傳感器測量值偏小，且平均誤差隨傾角增大呈高斯函數(shù)型增長的規(guī)律。搭建耦合實(shí)驗(yàn)平臺，通過對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了間距過小時(shí)傳感器的測量量程衰減，且衰減百分