嵌入式时栅传感器高精度激励设计.pdf

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1、第28卷第12期传感技术学报V01_28No．122015年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDec．2015High—PrecisionExcitationDesignMethodforEmbeddedTimeGratingSensorWANGTing一，P删GDonglin，Liang，CHENXihou(1．ChongqingUniversityofTechnology，CollegeofMechanicalEngineering，Chongqing400054，

2、China2．EngineeringResearchCenterofMechanicalTestingTechnologyandEquipment．￡wofeducationChongqingKeyLaboratoryofTime—GratingSensingandAdvancedTestingTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：Thebasicprincipleofembeddedtimegratingsensorwasintroduced，andtheinfl

3、uenceofaccuracycausedbytwoexcitationsignalswithvariableamplitudesandnon-orthogonalphaseswasanalyzed．BasedonDDSandfeedbackcontroltheexcitationsignalgeneratorwithhighprecisionwasdesigned．Theprogrammable—gainam·plifierwasusedtomodulatetheamplitudeoftwoexcitatio

4、nsignals，whichachievedequalamplitude，andtheo~hog—onalsignalswererealizedthroughthefeedbackcontrolmethod．Theexperimentalresultsshowthattheshort—perioderrorhasbeenreducedfrom±65to±16．andtheconstanterrorhasbeenbasicallyeliminatedbyusingthisclosed—loopcontrolmet

5、hod．Theaccuracyofthesensorhavebeengreatlyimproved．Keywords：embeddedtimegratingsensor；high—precisionexcitationsignals；DDS；programmable—gainamplifier；closed—loopcontrolEEACC：7230doi：10．39690．issn．1004-1699．2015．12．014嵌入式时栅传感器高精度激励设计王婷，彭东林，武亮，陈锡侯(1．重庆理工大学机械工程学院

6、，重庆400054；2．机械检测技术与装备教育部工程中心，时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室，重庆400054)摘要：介绍了嵌入式时栅传感器的基本原理，分析了两相激励信号不一致性主要是幅值不等和相位不正交对传感器测量精度的影响。基于DDS原理结合反馈控制设计了高精度的激励信号模块，采用反馈电路控制可程控放大电路调理两相信号幅值，实现了激励信号的幅值相等，基于闭环反馈控制直接修改数字激励信号实现了信号的相位正交。实验研究结果表明，采用这种闭环控制的方法，传感器短周期测角误差从±65降低N_+16左右，常值误差

7、基本消除，传感器精度大幅度提高。关键词：嵌入式时栅传感器；高精度激励；DDS；可程控增益放大电路；闭环控制中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1004—1699(2015)12—1812—06精密位移测量是保证产品质量的重要手段，也非运动状态的离散测头，因此具有体积小、重量轻、是进行科学研究的重要工具，在人类生产和科学研结构简单、安装方便的优点，由于基于电磁感应原究中大量存在。目前，大部分的精密位移传感器如理，因此具有抗油污粉尘干扰的特点，该传感器能光栅，其精度主要依赖于栅线刻划精度，时栅是基很好地应

8、用于风电行业、大型机械制造等传感器安于“时空转换理论”的新型位移传感器，其将空间位装受限于空间、环境极端恶劣的工作条件]。移的测量转换为时间的测量，由于其测量原理的特嵌入式时栅传感器基于电磁感应原理由两相正殊性无需高精度机械分度。余弦激励信号感应输出一路信号，通过解算感应信嵌入式时栅传感器n是一种新型时栅位移传号的相位得到被测对象的位移，由此可知，激励信号感器，其将被测对象作为转子，结