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離散測(cè)頭的E+E時(shí)柵傳感器衍生技術(shù)研究
在機(jī)械工業(yè)發(fā)展中,精密測(cè)量技術(shù)起著基礎(chǔ)和先決條件的作用，這個(gè)觀點(diǎn)在以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)中早已被認(rèn)同。精密測(cè)量中的位移測(cè)量包括角位移和直線位移，是生產(chǎn)生活中zui基本、也是非常常見的測(cè)量。本課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，在“時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換”理論的基礎(chǔ)之上，用時(shí)間測(cè)量空間的新方法測(cè)量空間位移量。

離散測(cè)頭的E+E時(shí)柵傳感器衍生技術(shù)研究
目前我們E+E時(shí)柵傳感器傳感器中的場(chǎng)式E+E時(shí)柵傳感器是通過建立行波磁場(chǎng)來作為勻速運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的，我們?cè)谥暗膱?chǎng)式E+E時(shí)柵傳感器的基礎(chǔ)之上將傳感器的體積，成本進(jìn)一步的減小，研究如何利用現(xiàn)有E+E時(shí)柵傳感器傳感器及其衍生新技術(shù)解決大型超大型機(jī)床在超大、高速、重載、強(qiáng)沖擊振動(dòng)、油污粉塵水汽污染、高低溫等惡劣工況下實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)精度測(cè)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)數(shù)控的問題。以一種全新的原理來研究具有檢測(cè)功能的運(yùn)動(dòng)機(jī)械功能部件及其新技術(shù)，如帶檢蝸輪副、帶檢軸承、帶檢導(dǎo)軌、帶檢電主軸等，推動(dòng)和促進(jìn)國(guó)防軍工特種裝備技術(shù)、以及大型、超大型機(jī)床傳動(dòng)誤差檢測(cè)方面的新進(jìn)展。針對(duì)E+E時(shí)柵傳感器傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)需要高精度時(shí)間間隔測(cè)量的需要,設(shè)計(jì)了一種基于TDC-GP21芯片測(cè)量時(shí)間間隔的E+E時(shí)柵傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)。采用FPGA控制TDC芯片的高精度測(cè)量模式對(duì)整數(shù)部分時(shí)間脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),小數(shù)部分時(shí)間脈沖采用門電路延遲進(jìn)行細(xì)測(cè),使時(shí)間測(cè)量更為精確,從而提高了E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器的分辨率;通過校準(zhǔn)測(cè)量對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償修正,減小了測(cè)量誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用該系統(tǒng)后72對(duì)極的圓E+E時(shí)柵傳感器在0°~360°測(cè)量范圍內(nèi),傳感器的原始測(cè)量精度達(dá)到±1″,分辨率為0.036″。在這里我們提出一種全新的測(cè)量新方法，并上升為新理論，研發(fā)出全新型測(cè)試系統(tǒng)，解決生產(chǎn)中重大關(guān)鍵疑難問題和科學(xué)儀器研究中的前沿核心主流問題。該課題具體的工作內(nèi)容如下：通過查閱資料，研究傳統(tǒng)位移傳感器的測(cè)量原理，找出其在位移測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，以便在基于離散測(cè)頭的E+E時(shí)柵傳感器衍生技術(shù)的研究中得以借鑒；開展基于離散測(cè)頭的E+E時(shí)柵傳感器衍生技術(shù)的理論研究，并進(jìn)行前期的定轉(zhuǎn)子及其工裝夾具的設(shè)計(jì)、加工和安裝工作；通過電磁場(chǎng)仿真，對(duì)離散測(cè)頭的磁路及電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行優(yōu)化；設(shè)計(jì)出較為合理的信號(hào)處理電路，對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行處理，從而得到轉(zhuǎn)子的空間位移量；我們?cè)谧龊秒x散測(cè)頭的設(shè)計(jì)，加工及安裝工作之后，就可以準(zhǔn)備試驗(yàn)。做好試驗(yàn)研究后驗(yàn)證離散測(cè)頭的工作原理，查看離散測(cè)頭傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。zui后將得到的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析處理，并且提出下一步試驗(yàn)方案的優(yōu)化。

離散測(cè)頭的E+E時(shí)柵傳感器衍生技術(shù)研究
綜上所述，本文在變耦合E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器的基礎(chǔ)之上，對(duì)信號(hào)采集端在結(jié)構(gòu)上做進(jìn)一步優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)小巧，安裝便捷，應(yīng)用范圍廣，既簡(jiǎn)化了傳感器的結(jié)構(gòu)，又降低了生產(chǎn)成本。之后對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行誤差分析，找出影響其精度的幾個(gè)主要因素，并有針對(duì)性的對(duì)其結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的完善，同時(shí)進(jìn)行誤差分析，提高其測(cè)量精度。