时栅位移传感器在传动误差检测系统中的应用研究.pdf

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1、2012往仪表技术与传感器2012第12期InstrumentTechniqueandSensorNo．12时栅位移传感器在传动误差检测系统中的应用研究郑方燕，陈锡侯，高忠华，张天恒(重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，重庆400054)摘要：采用“时域信号、空域分析”的思想，将时栅位移传感器输出的按时采样的角位移传感器信号转换成按空间均分的角位移信号，实现了用时栅替代等空间采样的光栅作为检测元件应用于传动误差测量。搭建了试验装置，绘制了试验的传动误差曲线，由曲线频谱图，分析、确定了误差的主要产生环节。证明了用时栅代替光栅测量传动误

2、差是行之有效的。该研究不仅实现了用成本低廉的时栅代替光栅，而且克服了课题组前期开发的传动误差测试系统的采样不稳定性和速率不同步性带来的误差。关键词：时栅；传动误差；测量方法；空域法；信号转换中图分类号：TH7文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)12～0126—02ApplicationofTimeGratingDisplacementSensorforTransmissionErrorMeasurementSystemZHENGFang—yan，CHENXi—hou，GAOZhong—hua，ZHANGTian—heng(Eng

3、ineeringResearchCenterofMechanicalTestingTechnologyandEquipment(MinistryofEducation)，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：Theoriginalsignaloutputtedduringequaltimeintervalfromtimegratingdisplacementsensorwastransformedintoangulardisplacementsignalsam

4、pledwithequalspatialdisplacementwith“analyzingtimedomainsignalwithspacedomainmeth一0d”．Inthisway．timegratingsensorswereadoptedaspositiondetectorsfortransmissionerrormeasurementsystemreplacingopticalgratingsensorswhosesignalweresampledwithequalspatialdisplacement．Intheexperimen

5、t，themeasurementdeviceswerebuilt，andtransmissionerrorcurveswereobtained．Afteranalysisonfrequencyspectrogram，erorsourcescanbedetermined．Experimentresultsprovethevalidityoftimegratingsensorsreplacingopticalgratingsensorsaspositiondetectorsfortransmissionerrormeas—urementsystem．

6、Besidestimegratingsensorsreplacingopticalgratingsensorswithlowcost，thisstudysolveserrorscausedbyinsta—bilityofdataacquisitionandacynchronismofvelocityforearlytransmissionerormeasurementsystem．Keywords：timegrating；transmissioneror；measurementmethod；spacedomainmethod；signaltran

7、sformation0引言传动误差表达的是一种空间位置关系，而时栅是一种定时扫描机床传动质量的好坏是由整条传动链的传动误差决定的，的绝对位置传感器，通过等时间隔采样获得按时间均分的时域而对传动误差的测量，一般都会考虑用圆光栅作为检测元件。误差曲线。但圆光栅存在3个方面的不足：价格昂贵，1S精度海德汉圆光根据时栅位移传感器的等时采样特性，如果在传动速度不均栅大致在7万元左右；对与之配套的信号采集与信号细分电路匀的情况下直接把时间作为参考变量会给传动误差测量结果带来性能要求高；对安装精度及环境要求均很高J。很大误差。该项研究拟采用“时域信号、空域分析

8、”的思想，用空间课题组自主研发的以运动磁场为运动坐标系，以时钟脉冲均分代替时间均分，把时间参量作为连接传动链高速端和低速端为测量基准的时