時柵位移E+E傳感器動態(tài)誤差模型及修正研究
時柵位移E+E傳感器是一種無須依賴高精密刻劃的新型位移E+E傳感器,它的提出使時間測量空間成為可能,使得磁-電的轉(zhuǎn)化、光-電的轉(zhuǎn)化用于位移測量得以實(shí)現(xiàn)。在分析時柵位移E+E傳感器的理論基礎(chǔ)、測量原理和各種結(jié)構(gòu)的時柵位移E+E傳感器的基礎(chǔ)上,更加深刻的認(rèn)識到時柵的靈魂在于構(gòu)造一套相對勻速運(yùn)動的坐標(biāo)或者說構(gòu)造一列同時含有時間信號和空間信息的行波。

時柵位移E+E傳感器動態(tài)誤差模型及修正研究
E+E傳感器的動態(tài)誤差問題在國內(nèi)外誤差研究領(lǐng)域是一個熱點(diǎn)。作為本項(xiàng)目的研究對象磁場式時柵位移E+E傳感器。目前也進(jìn)行了相關(guān)動態(tài)誤差的研究,但時柵位移E+E傳感器的動態(tài)誤差仍處于探索階段。因此,研究時柵位移E+E傳感器動態(tài)誤差對于推動時柵的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有積極的作用,同時開拓了時柵位移E+E傳感器未來的發(fā)展思路?；诖?本項(xiàng)目提出了時柵位移E+E傳感器動態(tài)誤差模型和修正算法研究,旨在從以下幾方面對時柵位移E+E傳感器進(jìn)行研究。深入分析磁場式時柵位移E+E傳感器的測量原理和結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,利用ANSOFT電磁仿真對磁場式時柵位移E+E傳感器進(jìn)行動態(tài)仿真,并分析其磁場分布和轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢。針對目前位移E+E傳感器很難直接測得木結(jié)構(gòu)或木構(gòu)件在轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生較大水平位移的問題,研制了量程為±500 mm的電阻應(yīng)變式位移E+E傳感器(時柵位移E+E傳感器),應(yīng)用正交試驗(yàn)法分析時柵位移E+E傳感器的影響因素,并對其進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作,擬合了E+E傳感器在不同量程下應(yīng)變位移的分段函數(shù)關(guān)系,通過計(jì)算得出了時柵位移E+E傳感器的6種靜態(tài)參數(shù)指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明,時柵位移E+E傳感器克服了傳統(tǒng)電阻應(yīng)變式位移E+E傳感器量程小的問題,解決了木結(jié)構(gòu)或木構(gòu)件發(fā)生非直線運(yùn)動很難直接測得水平位移的問題,且各靜態(tài)參數(shù)指標(biāo)良好。通過數(shù)學(xué)建模理論上推導(dǎo)磁場式時柵位移E+E傳感器轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢,建立轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系,同時找出測量角度和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,以便從原理上對時柵位移傳感的動態(tài)誤差進(jìn)行修正。搭建實(shí)驗(yàn)平臺對提出的動態(tài)誤差模型進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證,同時對比課題組原有的動態(tài)誤差模型,分析該模型的優(yōu)缺點(diǎn)。通過仿真建模分析,在對磁場式時柵位移E+E傳感器的穩(wěn)態(tài)誤差、誤差理論的基礎(chǔ)上提出了一種基于相位補(bǔ)償?shù)膭討B(tài)誤差補(bǔ)償模型,通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,使用該模型能夠?qū)Υ艌鍪綍r柵位移E+E傳感器在一定的轉(zhuǎn)速情況下的速度誤差有抑制作用,能夠提高時柵位移E+E傳感器的動態(tài)測量精度。