直线式时栅位移传感器试验方法与精度研究

摘要

时栅是采用“以时间测空间”的思想原理,完全不同于光栅等基于空间精密刻划技术的各种传统位移传感器,历经十几年的努力,圆分度时栅位移传感器的研究已有很大突破,已在计量部门、制造业和国防军工三大领域获得快速推广,充分展现其制造工艺简单、抗干扰能力强、成本低、智能化程度高等显著优势,具有很好的市场前景。　　长度是一个极为重要的物理量,它是国际单位制的七个基本物理量(长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、物质的量和光强度)之一。因此,长度位移的测量在测量技术中占有着不可忽略的位置。为了延伸时栅传感器的种类,笔者所在的课题组在国家自然科学基金的资助下,借鉴研发圆分度时栅位移传感器过程中积累的丰富经验,进一步对直线式时栅位移传感器进行了更深入的研究。为了提高精度,达到计量水平。本文所反映的主要研究内容如下:　　1.对比分析感应同步器、光栅和时栅的工作原理,找出它们的共性与区别,为直线式时栅位移传感器进一步研究提供了理论依据。　　2.根据直线电机原理,介绍了直线式时栅位移传感器的原理,设计出间隙均匀的机械开槽代替用双排滚针手工排列的结构。以便于以形成满足时空坐标转换的行波磁场。　　3.选用热膨胀系数相同的材料,设计出定尺与导轨,滑尺与滑块机构,保证了滑尺、导轨与定尺的平行度,简化了机构安装环节,减小了阿贝误差和温度误差的影响。　　4.介绍传感器的误差分离与自修正技术,动态测量数据的预处理技术,动态误差分离与实时修正。　　5.运用直线式时栅位移传感器、Heidenhain直线光栅与Renishaw激光干涉仪的对比试验。借鉴圆时栅中的局部拟合整体的修正方法进行试验研究。　　6.采用曲线拟合法、逐点修正法和谱分析法对采样数据进行处理,通过大量的静态试验、动态试验找到影响精度的因素,以便于提高测量的精度。　　综上所述,在已经验证的直线式时栅位移传感器可行性基础上,进行了大量的实验与更深层次的研究,为直线式时栅位移传感器研究工作的全面展开奠定了基础,对高精度直线式时栅位移传感器的研发工作具有重要意义,提高测量精度,达到计量水平。

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1 绪 论

1.1 本课题的来源、目的和意义

1.2 位移传感器研究的国内外现状