电阻应变式位移传感器电路设计与实现＊.pdf

《电阻应变式位移传感器电路设计与实现＊.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、研究与开发己第口I5年5月34卷第5期电阻应变式位移传感器电路设计与实现*葛川李朋志徐立松李佩明(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所超精密光学工程研究中心长春130033)摘要：超精密平台中使用压电陶瓷驱动器提供位移进给，采用集成应变式位移传感器的驱动器能够减小磁滞与蠕变特性，提高位移控制精度。设计并实现应变式位移传感器位移检测电路，介绍电阻应变式位移传感器位移测量原理；设计位移传感器电路，采用仪表放大器、同相衰减器与低通滤波器电路得到正比于位移变化的电压信号并输出；最后对位移传感器电路进行实验验证。实验结果表明：设计的传感器检测

2、电路的电噪声峰一峰值为0．390mV，输出电压分辨率小于0．6mV，对应的位移传感器的分辨可达1nm，能够有效提高压电陶瓷的精度。关键词：应变；位移传感器；压电陶瓷中图分类号：TN721．1文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．1010DesignandimplementofresistancestraindisplacementsensorcircuitGeChuanLiPengzhiXuLisongLiPeiyue(UltraPrecisionOpticalEngineeringResearchCenter，Changchu

3、nInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，Changchun130033，China)Abstract：Ultra—precisionplatformusespiezoelectricceramicdriverstoprovidedisplacementfeed．Straingaugedisplace—mentsensorintegrateddriverscanbeusedtoreducethehysteresisandcreepcharacteristicsandimproveprecis

4、ionofthedisplacementcontro1．Thispaperdesignsandimplementsthedisplacementmeasuringcircuitforthestraindisplacementsensor．Themeasurementprincipleoftheresistancestraindisplacementsensorisintroduced．Then，thedisplacementsensorcircuitisdesigned。usinginstrumentationamplifierin—

5、phaseattenuatorandlow—passfiltertoobtainandoutputvoltagesignalthatproportionaltodisplacementchange．Finally，theexperimentsofthedisplacementsensorcircuitarecarriedOut．TheexperimentresultsindicatethattheelectronicnoiseofthesensorcircuitiS0．390mV(peak—to—peakval—ue)，andther

6、esolutionoftheoutputvoltageislessthan0．6mV，thecorrespondingdisplacementresolutionisupto1nm，whichcaneffectivelyimprovetheprecisionofthepiezoelectricceramic．Keywords：strain；displacementsensor；piezoelectricceramic以及安装需求(如电容传感器)极为苛刻。采用电阻应变式位1引言移传感器也称为电阻应变片(SGS)与压电陶瓷构成半闭环控压电

7、陶瓷驱动器(PZT)具有高分辨率、高响应频率、大推制系统，其系统分辨率可达1～2Din。半闭环系统精度虽不力等优点，被广泛应用于各种超精密平台中]。同时，由于如闭环系统但却远高于开环系统，同时其成本、安装需求和使压电陶瓷驱动器具有磁滞和蠕变特性使其无法以开环形式用环境也易于达到。因此半闭环控制器为用户在控制精度应用于精密位移控制领域如高精度移相器等0。裘进浩等和成本控制方面提供了折中的选择。人[1采用改进型的Maxwell迟滞模型对压电陶瓷进行建模以2电阻应变式位移传感器位移测量原理对压电陶瓷进行开环控制。郭抗等人采用电容传感器与Pr

8、ZT构成闭环控制系统，提高轴向调节机构的定位精度。开电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应将应变环控制系统的运动控制精度取决于系统模型建立的准确性，转换为电阻变化的传感器]，通过电阻应变式传感器可以对于复杂系统，系统与模