本文關(guān)鍵詞：制冷機(jī)用差動變壓器式位移傳感器小型化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：差動變壓器式位移傳感器(LVDT)具有眾多優(yōu)點(diǎn),因此在小型低溫制冷機(jī)系統(tǒng)活塞位移的測量中有較多的應(yīng)用。隨著對制冷機(jī)體積小型化的要求以及對控制系統(tǒng)要求的提高,針對不同的制冷機(jī)研制體積小、測量準(zhǔn)確的LVDT越來越重要。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)十分成熟,有限元仿真軟件現(xiàn)已用于各領(lǐng)域的研究設(shè)計(jì)階段。本研究的主要目的是利用電磁有限元仿真軟件對LVDT進(jìn)行深入研究,研究影響LVDT的性能的因素,將仿真結(jié)果用于LVDT的優(yōu)化和設(shè)計(jì)中去,針對不同需求,快速設(shè)計(jì)出合適的LVDT,最終實(shí)現(xiàn)LVDT的小型化。本文首先根據(jù)LVDT的等效電路分析了其工作原理,從線圈互感的角度給出了LVDT輸出電壓與激勵參數(shù)之間的關(guān)系�；陔姶艌鱿嚓P(guān)知識,利用安培環(huán)路定理對LVDT的磁場分布和磁路進(jìn)行分析,最終推導(dǎo)出二段式和三段式LVDT輸出電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式,給出了次級線圈感應(yīng)電壓與各部分尺寸之間的關(guān)系。簡單討論了LVDT的一般特性和設(shè)計(jì)方法。研究中利用電磁有限元仿真軟件,結(jié)合LVDT的特點(diǎn),介紹了LVDT的仿真建模的設(shè)置步驟,查看了磁力線的分布及次級線圈感應(yīng)電壓曲線,對理論分析進(jìn)行了一定的驗(yàn)證。對現(xiàn)用三段式LVDT進(jìn)行了靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)以及對應(yīng)的仿真分析。利用仿真模型分析了各參數(shù)對性能的影響,優(yōu)化了二段式LVDT的初步設(shè)計(jì)參數(shù),加工了二段式LVDT,對樣品進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果偏差的原因。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果再次進(jìn)行優(yōu)化,并改進(jìn)了骨架結(jié)構(gòu)。樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真計(jì)算存在一定的偏差,偏差主要由加工工藝不足所產(chǎn)生�？紤]到各種因素的影響,在一定程度上仿真結(jié)果可以反映實(shí)際產(chǎn)品性能,證明了利用仿真輔助設(shè)計(jì)的可行性,可將該仿真模型及方法用于差動變壓的研究和設(shè)計(jì)當(dāng)中。本文成果對LVDT的優(yōu)化和設(shè)計(jì)有重要指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：差動變壓器式位移傳感器 有限元仿真 設(shè)計(jì)方法 實(shí)驗(yàn) 小型化
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 LVDT的研究歷史及現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 2 LVDT的工作原理16-32
• 2.1 LVDT的等效電路16-18
• 2.2 磁場分析18-28
• 2.2.1 螺線管內(nèi)部磁場分布18-21
• 2.2.2 利用磁路理論對LVDT的分析21-28
• 2.3 AD598芯片原理及使用方法28-31
• 2.4 總結(jié)31-32
• 3 LVDT設(shè)計(jì)方法32-41
• 3.1 LVDT的一般特性32-35
• 3.1.1 靜態(tài)特性32-35
• 3.1.2 動態(tài)特性35
• 3.2 LVDT設(shè)計(jì)方法的討論35-40
• 3.3 總結(jié)40-41
• 4 現(xiàn)用三段式LVDT仿真與驗(yàn)證41-58
• 4.1 Maxwell仿真設(shè)置內(nèi)容簡單介紹41-44
• 4.2 靜磁場分析44-50
• 4.3 瞬態(tài)場分析50-54
• 4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證54-57
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹54-56
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)及對應(yīng)的仿真內(nèi)容56-57
• 4.5 總結(jié)57-58
• 5 小型化二段式LVDT仿真設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)58-72
• 5.1 初步參數(shù)設(shè)計(jì)58-60
• 5.2 仿真模型的參數(shù)化研究60-68
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證68-71
• 5.4 總結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-73
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果76

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：制冷機(jī)用差動變壓器式位移傳感器小型化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：407406