基于标准件构建的新型变磁阻式时栅测量系统研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：51307190101重庆理工大学硕士学位论文基于标准件构建的新型变磁阻式时栅测量系统研究研究生：索龙博指导教师：陈锡侯教授学位类型：学术学位学科专业：精密仪器及机械研究方向：新型机械量检测技术培养单位：电子信息与自动化学院论文完成时间：2016年3月25日论文答辩日期：2016年5月26日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：51307190101Master'sDissertationofChongqingUnive

2、rsityofTechnologyStudyonNewTypeVariableReluctanceMeasurementSystemofTimeGratingBasedonConstructionofStandardPartsPostgraduate:SuoLongboSupervisor：Prof.ChenXihouDegreeCategory:AcademicDegreeSpecialty:PrecisionInstrumentandMachineryResearchDirection:NewTypeofMechanic

3、alTestingTechnologyTrainingUnit:SchoolofElectronicInformationandAutomationThesisDeadline:March25,2016OralDefenseDate:May26,2016重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研巧所。取得的成果除文中特别加从标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或Ｉ集体己经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均己在文中从明确方

4、式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名．曰期年＜月３曰；索？《勺学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。王大学可＾本人授权重庆理（＾＊将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据産进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。＂＂本学位论文属于Ｖ）：（请在下相应方框内打１．保密□，在年解密后适用本授权书。＂２。．不保密白，作者签名：巧黄！吗日

5、期：卢哗《月３日一导师签名：日期；＞０《年＾月＾日摘要精密测量技术是确保加工质量的重要手段之一，其结果直接决定产品的品质。位移作为一种最基本的物理量，大量生产实践中需要对其进行精密测量。位移测量中以光栅为代表的传统栅式位移传感器，其测量精度主要依赖精密刻划技术的刻划精度。磁场式时栅传感器通过建立相对运动“双坐标系”，将空间位移量转换为时间量完成测量，实现大栅距下的精密测量，回避了传统栅式位移传感器依赖精密刻划实现高精度测量的弊端。但是，磁场式时栅传感器又对整周开槽的等分性提出了一定的要求，受目前机械开槽精度的限制，磁

6、场式时栅整周开槽的等分精度难以保证，从而制约其测量精度的进一步提高。同时由于磁场式时栅传感器存在槽间距较小且需要人工绕线的缺点，从而很难保证整周绕线的一致性，给传感器引入了新的误差源，再次制约传感器精度的提高。针对上述问题，本课题提出采用标准件构建时栅的新思路，使用制造精度可以达到计量等分精度的标准件—滚针作为时栅磁场耦合单元，从而提高标准件构建的新型变磁阻式时栅整周磁场耦合单元的等分性，同时采用标准件构建时栅可以实现传感器绕线的机械化，提高绕线效率，消除人工绕线所引入的误差，从而达到提高测量精度的目的。本文主要研究内容如下

7、：①深入研究时间测量空间原理、磁场式时栅传感机理及行波合成方法，建立标准件构建的新型变磁阻式时栅磁路数学模型。②利用电磁场仿真软件，建立标准件构建的新型变磁阻式时栅仿真模型，重点对传感器的有效半径和磁路气隙长度进行优化，总结两者的设计规律，建立90对极仿真模型，将其仿真结果与场式时栅结果进行对比，得出两者之间的差异，最后根据仿真优化结果设计90对极标准件构建的新型变磁阻式时栅原理样机。③设计基于SOPC技术的信号处理系统，使整个测量系统结构更加紧凑，信号处理性能更高，同时设计电阻链移相电路解决低频激励源下，因传感器频率响应速

8、度慢，而带来测量速率较慢的问题。④实验研究，原理实验验证样机驻波信号和行波信号的产生；性能测试实验对标准件构建的新型变磁阻式时栅测量系统的稳定性，精度及频率响应进行测试。实验结果表明，采用标准件构建时栅的方式可以有效提高时栅整周磁场耦合单元的等分性，使得传感器原始误差比场式时栅减小约50%