电涡流位移传感器仿真方法研究和专用仿真软件开发

摘要

电涡流位移传感器是现在检测的重要工具之一，具有成本低、无污染、无接触、可靠性好、灵敏度高等特点，越来越受到人们的重视。传统的传感器设计者往往需要做大量的物理实验才能测试传感器某一种结构或者某一种材料对传感器的影响，实验周期很长，成本也较高。使用有限元方法可以大大缩短产品设计周期，提高效率，但目前商用的有限元软件的使用门槛较高，主要面向较为通用的工程问题，对具体的工程问题而言，还需要进一步深化。为满足日益细化的市场需求，加快涡流位移传感器的开发进程，本文在对不同型号的涡流位移传感器的有限元仿真方法研究的基础上，开发一条电涡流位移传感器专用仿真软件。论文的主要工作如下：
　　（1）在深入理解电涡流传感器的基本工作原理的基础上，对电涡流位移传感器常用结构和安装方式进行分类，提出了通用的有限元仿真方法，并以全金属外壳涡流位移传感器为例，详细阐述了电涡流位移传感器的建模分析方法。
　　（2）对电涡流位移传感器专用软件进行需求分析，并利用VC++，建立了专用仿真软件的用户界面，并通过创建进程实现与ANSYSAPDL的通信。该仿真软件用户在输入传感器仿真的相关参数后，就可在后台自动调用ANSYS软件，实现自动仿真，并保存计算结果。
　　（3）搭建实验平台，分别对专用仿真软件的性能以及仿真计算结果的准确性进行了测试。测试结果表明：该专用仿真软件可实现对不同类型的电涡流位移传感器的性能仿真。最后通过该专用仿真软件，对电涡流位移传感器进行了仿真优化。
　　本文所开发的电涡流传感器仿真分析系统适用于电涡流传感器的仿真，通过实际使用证明明显提高了传感器设计者的效率，是对ANSYS二次开发的一次有效尝试。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外现状

1.3论文的研究内容

1.4论文的结构安排

第二章电涡流位移传感器仿真方法研究

2.1电涡流位移传感器的工作原理

2.2电涡流位移传感器的模型简化

2.3电涡流位移传感器仿真方法实例

2.4本章小结

第三章 电涡流位移传感器仿真软件开发

3.1软件描述

3.2软件用例模型

3.3建立系统的物理视图

3.4界面设计

3.5流程及功能模块的实现

3.6本章小结

第四章软件测试及其在电涡流位移传感器优化中的应用

4.1实验方案设计

4.2软件测试

4.3实验数据处理

4.4电涡流专用仿真软件在传感器性能优化中的应用

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文总结

5.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果