高精度電感位移傳感器憑借其測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡單、線性度好等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于精密零件尺寸與形位測(cè)量中。在以壓縮機(jī)渦旋盤為代表的復(fù)雜溝槽、內(nèi)腔等結(jié)構(gòu)的精密測(cè)量中對(duì)電感位移傳感器提出了雙向測(cè)量與納米分辨力要求。傳統(tǒng)的旁向電感位移傳感器測(cè)頭測(cè)量精度已經(jīng)可以達(dá)到納米量級(jí),但是大多數(shù)只能實(shí)現(xiàn)單向測(cè)量;在信號(hào)處理方面,開關(guān)式相敏檢波方案中存在較大的高頻噪聲,數(shù)字相敏檢波對(duì)控制時(shí)序要求嚴(yán)格,容易產(chǎn)生漂移;此外,環(huán)境溫度變化使傳感器測(cè)頭產(chǎn)生溫度漂移,是制約電感位移傳感器精度提高的關(guān)鍵因素之一。本論文面向以渦旋盤為代表的復(fù)雜溝槽、內(nèi)腔等結(jié)構(gòu)的尺寸及形位精密測(cè)量的需求,提出了一種能兼顧納米分辨力和一維雙向測(cè)量的電感微位移傳感器測(cè)頭結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并研制了高精度信號(hào)處理電路,設(shè)計(jì)了基于測(cè)頭恒溫控制的漂移抑制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。論文主要工作如下:首先,提出了一種能兼顧雙向測(cè)量與納米分辨力的雙向電感位移傳感器測(cè)頭結(jié)構(gòu)。采用雙片簧交叉柔性鉸鏈作為傳感器測(cè)頭的彈性支撐元件,分析了鉸鏈軸漂、遲滯等引起的測(cè)量誤差。針對(duì)測(cè)頭機(jī)械零件的加工誤差、安裝定位誤差引起測(cè)量非線性問題,分析了加工誤差和安裝誤差的非線性誤差模型。針對(duì)環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)測(cè)頭... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 高精度電感位移傳感技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高精度電感位移傳感器產(chǎn)品現(xiàn)狀
        1.2.3 電感位移傳感信號(hào)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 本領(lǐng)域存在的關(guān)鍵技術(shù)問題
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 雙向電感微位移測(cè)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 雙向電感位移傳感器測(cè)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 雙向電感位移傳感器測(cè)頭結(jié)構(gòu)誤差分析
        2.3.1 機(jī)械加工及安裝誤差分析
        2.3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)引起的非線性誤差分析
        2.3.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)形變誤差分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 高精度電感傳感信號(hào)處理技術(shù)研究
    3.1 引言
    3.2 高精度電感傳感信號(hào)處理總體方案設(shè)計(jì)
    3.3 調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì)
        3.3.1 載波發(fā)生單元電路設(shè)計(jì)
        3.3.2 調(diào)幅調(diào)制單元電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 相敏檢波單元電路設(shè)計(jì)
    3.4 調(diào)制解調(diào)電路噪聲模型及優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.4.1 調(diào)制解調(diào)電路噪聲模型分析
        3.4.2 調(diào)制解調(diào)電路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.5 傳感器非線性補(bǔ)償設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于測(cè)頭恒溫控制的傳感器漂移抑制技術(shù)研究
    4.1 引言
    4.2 測(cè)頭恒溫控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.3 測(cè)頭恒溫控制電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 溫度測(cè)量模塊設(shè)計(jì)
        4.3.2 溫度控制模塊設(shè)計(jì)
        4.3.3 電磁屏蔽設(shè)計(jì)
    4.4 溫度控制算法設(shè)計(jì)
        4.4.1 溫度控制單元模型辨識(shí)
        4.4.2 PID控制器設(shè)計(jì)
    4.5 測(cè)頭恒溫控制效果測(cè)試
    4.6 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
    5.3電感位移傳感器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        5.3.1分辨力實(shí)驗(yàn)
        5.3.2穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        5.3.3非線性實(shí)驗(yàn)
        5.3.4重復(fù)性實(shí)驗(yàn)
        5.3.5回程差實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3715046