本文關(guān)鍵詞：基于等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭位移傳感器原理及實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 多讀數(shù)頭 位移傳感器 電磁場(chǎng) 誤差自修正 有限元分析

【摘要】：多讀數(shù)頭傳感器相對(duì)于單個(gè)傳感器在誤差處理時(shí)有著天然的優(yōu)勢(shì),但是一般傳感器在構(gòu)建多讀數(shù)頭時(shí)會(huì)由于加工或者安裝等因素使傳感器引入新的誤差。這就存在一個(gè)相對(duì)矛盾的問題:怎樣能夠利用多讀數(shù)頭傳感器在誤差處理方面的優(yōu)勢(shì),又不會(huì)在加工或者安裝環(huán)節(jié)引入新的誤差成分。針對(duì)上述問題本課題開展了以下工作:(1)本課題在對(duì)容柵,感應(yīng)同步器,旋轉(zhuǎn)變壓器和時(shí)柵原理研究的基礎(chǔ)上,提出了一種新的構(gòu)建多讀數(shù)頭位移傳感器的理論和方法�；诖朔椒�,本課題構(gòu)建出了一種等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭位移傳感器——基于等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭位移傳感器。該傳感器在加工時(shí)即有機(jī)的將多讀數(shù)頭通過繞線的方式集成在同一定子上并且共用一個(gè)轉(zhuǎn)子,不需要額外的加工和安裝,因此讀數(shù)頭的一致性非常好,這就解決了多讀數(shù)頭在加工和安裝時(shí)會(huì)引入新的誤差的問題,并且用MATLAB軟件在理論上仿真分析了等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器和旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差成分,得出了等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器比旋轉(zhuǎn)變壓器誤差成分少的結(jié)論。(2)本課題應(yīng)用電磁場(chǎng)的有限元分析方法在Ansoft軟件中對(duì)傳感器進(jìn)行了模型的構(gòu)建,分析了傳感器中磁場(chǎng)的變化情況,提取了傳感器的感應(yīng)信號(hào),驗(yàn)證了傳感器原理的正確性,對(duì)比分析了等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)角位移傳感器的優(yōu)劣性,并且對(duì)基本的傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。(3)本課題在對(duì)傳感器深入研究的基礎(chǔ)上,分析了傳感器的誤差來源,根據(jù)誤差的特點(diǎn),建立了傳感器各種誤差的數(shù)學(xué)模型,提出了傳感器誤差分類處理的新方法:對(duì)多讀數(shù)頭影響一致的誤差采取最小二乘法利用多讀數(shù)頭測(cè)量結(jié)果對(duì)誤差進(jìn)行在線辨識(shí)和補(bǔ)償;對(duì)多讀數(shù)頭影響不一致的誤差采用位移解算電路對(duì)其進(jìn)行分別檢測(cè)和補(bǔ)償。(4)搭建了等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)傳感器激勵(lì)和感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行了測(cè)試,并且采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了傳感器測(cè)量原理的正確性和可行性。在此基礎(chǔ)上利用海德漢光柵對(duì)傳感器進(jìn)行了誤差標(biāo)定,得出了傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量下的原始誤差,利用誤差數(shù)據(jù)對(duì)本課題提出的誤差在線修正和補(bǔ)償模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了誤差修正和補(bǔ)償模型的有效性。綜上所述,本課題在不增加加工和安裝難度的情況下實(shí)現(xiàn)了具有多讀數(shù)頭且易于誤差自修正的角位移傳感器的高精度檢測(cè),同時(shí)該方法也適用于感應(yīng)同步器,旋轉(zhuǎn)變壓器等大多數(shù)角位移傳感器。
【關(guān)鍵詞】：多讀數(shù)頭 位移傳感器 電磁場(chǎng) 誤差自修正 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 研究的背景及意義10-14
• 1.1.1 研究背景10-14
• 1.1.2 研究意義14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容17-20
• 2 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器的原理20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 傳統(tǒng)角位移傳感器結(jié)構(gòu)和原理20-22
• 2.3 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理22-24
• 2.3.1 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器的結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3.2 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器的測(cè)量原理23-24
• 2.4 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器數(shù)學(xué)模型分析24-26
• 2.4.1 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器感應(yīng)信號(hào)分析24-25
• 2.4.2 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器耦合面積的變化25-26
• 2.5 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器多讀數(shù)頭的構(gòu)建26-29
• 2.5.1 多讀數(shù)頭傳感器前期研究26-27
• 2.5.2 多讀數(shù)頭構(gòu)建方式27-29
• 2.6 傳統(tǒng)傳感器和等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器誤差特征分析29-32
• 2.6.1 旋轉(zhuǎn)變壓器誤差特征29-30
• 2.6.2 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器誤差特征分析30-32
• 3 傳感器電磁場(chǎng)有限元分析32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 有限元分析原理32-34
• 3.3 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器建模34-35
• 3.4 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器有限元計(jì)算35-39
• 3.4.1 有限元 3D建模35-36
• 3.4.2 邊界條件的確定36
• 3.4.3 有限元網(wǎng)格剖分36-37
• 3.4.4 傳感器磁鏈分析37-38
• 3.4.5 輸出電勢(shì)波形分析38-39
• 3.5 傳感器模型優(yōu)化比較分析39-44
• 3.5.1 旋轉(zhuǎn)變壓器仿真分析39-40
• 3.5.2 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器仿真分析40-41
• 3.5.3 等差相位構(gòu)建的多讀數(shù)頭傳感器模型優(yōu)化41-44
• 4 傳感器誤差建模和補(bǔ)償44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 傳感器誤差來源44-48
• 4.2.1 傳感器誤差組成44-45
• 4.2.2 傳感器零位誤差45-47
• 4.2.3 傳感器細(xì)分誤差47-48
• 4.3 傳感器誤差分類建模48-51
• 4.3.1 傳感器各項(xiàng)誤差建模48-50
• 4.3.2 誤差分類消除建模50-51
• 4.4 傳感器誤差在線辨識(shí)模型51-53
• 4.4.1 兩個(gè)讀數(shù)頭辨識(shí)誤差參數(shù)的方法51-52
• 4.4.2 誤差自修正模型52-53
• 4.5 傳感器誤差解算模型53-56
• 5 傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建56-59
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和安裝57-58
• 5.2.2 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)PMAC參數(shù)調(diào)節(jié)58-59
• 5.3 數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性測(cè)試59-60
• 5.4 傳感器原理驗(yàn)證60-62
• 5.4.1 傳感器激勵(lì)和感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生60-61
• 5.4.2 傳感器動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集61-62
• 5.5 誤差在線補(bǔ)償模型效果驗(yàn)證62-64
• 6 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果72

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