电感式角位移传感器研制

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1、摘要沦文题名：电感式角位移传感器研制研究生：马青指导老师：史金飞教授学校：东南大学位移测量具有广泛应用，电感式传感器以其结构简单可靠、输出功率大、线性好、抗干扰和稳定性好、价格低廉等特点获得了大量的应用。针对目前电感式位移传感器的应用现状，在对电感式线性位移传感器深入分析的基础上，本文提出了一种新型结构的电感式角位移传感器。本文首先对电感式直线位移传感器的各种形式进行了对比，对螺管型传感器的结构、特性进行r重点讨论，并用有限元软件对论文设计的电感式直线位移传感器进行了磁场分析，获得了传感器线圈螺箭内的磁通量线图及螺管轴线上的磁场分布曲线

2、。在此基础上，设计了一种新结构的电感式角位移传感器，利用磁芯的特殊形状，使线圈的电感变化与磁芯旋转角度成比例。针对角位移传感器的结构及工作特点，采用有限元软件ANSYS对其磁场进行了分析，得到磁芯不同转角时线圈螺管内的磁通图、磁场分布曲线及传感器输出特性曲线，同时分析了传感器结构参数对性能的影响。结果表明在一定范围内．传感器的输出与磁芯转角成正比，螺箭内的空气隙越小传感器的灵敏度越高。本文还殴计了相应的电感式传感器的测量电路。其中，自感式传感器的测量电路主要有正弦波发生及放大、交流电桥、减法电路、相敏检波和低通滤波部分，互感式传感器的测

3、量电路有正弦波发生及放人、减法电路、差动整流和低通滤波部分。埕后给出了螺管型角位移传感器三个样品的标定实验数据，得到了传感器的特性指标。传感器的线性范冈超过±500时，线性度小于±0．41％，线性范围超过±600时，线性度小于±1．9％。关键词：电感式传感器磁场直线位移角位移ABSTRACTStudyofAngularDisplacementInductiveTransducerGraduateStudent：MaQingSupervisor：Prof．ShiJinfeiSoutheastUniversitythemeasurement

4、ofdisplacementisveryimportantinengineering．Inductivedisplacementtransducersarewidelyusedduetotheirsimplestructures，highoutputcapacities，goodlinearity，gooddisturbanceresistance，goodstabilityandlowprices．Basedonthoroughlyanalysisoflinearinductivedisplacementtransducers．ane

5、winductiveangulardisplacementtransducerweredesignedinthisthesis．Acomparativestudyofvariesinductivetransducerstructureswasconductedinthisthesis，withthecoiltypeinductivetransducerswereemphasized．TheFEMwasusedtoanalyzethemagneticfieldsinthecoilsofthistypeofinductivetransduc

6、ers．Basedonaboveanalysis，auewstructureofinductiveangulardisplacememtransducerwasdesigned，inwhichthemutualinductancechangesproportionalwiththerotationangleofthecore．ThecommercializedFEMsoftwareANASYSwasemployedintheanalysisofthemagneticfieldinthetransducer．Thedistribution

7、mapsofthemagneticfieldandtheoutputspecificationcurveswereobtainedbytheFEManalysisTheaffectionsofthestructureparameterstotheoutputspecificationswerealsostudiedItwasfoundthatinaspecificrange，themutualinductionchangeslinearlywiththeangulardisplacementItwasalsoconcludedthatt

8、hesmallerthestructuregap，thebiggerthetransduceroutput．TheCO!+respondentamplifiercircuitswere'alsodiscus