双频磁场分时激励的新型单列绝对式直线时栅位移传感器

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作者 杨继森 修府 +2 位作者 张静 文杰 刘嘉诚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期308-322,共15页

针对小体积安装、高精度直线位移测量需求,基于双频磁场分时激励方案和外差降频原理,设计了一种新型单列绝对式直线时栅位移传感器结构,解决提高传感器激励信号频率来获得高信噪比与高分辨力之间的矛盾。首先,建立平面线圈瞬态磁场耦合... 针对小体积安装、高精度直线位移测量需求,基于双频磁场分时激励方案和外差降频原理,设计了一种新型单列绝对式直线时栅位移传感器结构,解决提高传感器激励信号频率来获得高信噪比与高分辨力之间的矛盾。首先,建立平面线圈瞬态磁场耦合模型,构建单列绝对式直线时栅测量模型及其传感机理,其对极数互质绝对位置解算方案避免实际使用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真对比分析了不同形状感应线圈与气隙磁场之间的耦合特性,确定了传感器优化安装间隙为0.6 mm;采用500 kHz、1 MHz不同频率分时激励驱动方案,并提出一种外差降频的解耦新方法,保证传感器高分辨力的前提下,提高了传感器的信噪比;最后,制作传感器样机并进行性能测试。实验结果表明,采用外差降频解耦新方法相对于原直接解耦法在一个“精机”对极周期内的测量精度提高了36.4%,传感器在187.68 mm有效测量范围内,经误差补偿后的精度为±4.9μm,分辨力为0.14μm。该时栅位移传感器与国外主流产品相比,降低了对超精密栅线的刻画和电子细分技术的依赖,具有高精度、高分辨力、体积小、成本低的特点。 展开更多

关键词 双频磁场 单列绝对式 对极数互质 外差降频 直线时栅位移传感器

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多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器

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作者 杨继森 修府 +2 位作者 张静 袁俊松 张小龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期3026-3046,共21页

针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题,设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器,其采用不同频率分时驱动激励电信号,降低传感器电路功耗的同时,使X,Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首... 针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题,设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器,其采用不同频率分时驱动激励电信号,降低传感器电路功耗的同时,使X,Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首先,建立激励线圈磁场分布数学模型,根据空间磁场分布特性分析激励线圈宽度与耦和气隙高度的关系;基于差动结构的增量式二维时栅位移传感器结构,建立对极数互质结构的绝对式平面二维时栅测量模型,并提出一种基于查表方式的二维绝对位置解算新方案,避免了实际应用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真验证了此解算方案的可行性并确定了传感器最佳安装间隙为0.8 mm;最后,制作了传感器样机并搭建二维精密实验平台进行性能测试。实验结果表明,传感器样机在147 mm×147 mm有效测量范围内,X,Y方向的原始测量误差分别为±20.4μm和±21.1μm,其具有上电无需找零的优势,实现了一体式二维绝对位移测量与定位。 展开更多

关键词 多频磁场 对极数互质 绝对式二维 时栅位移传感器

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基于DSP的时栅位移传感器误差在线处理与系统设计 被引量：4

3

作者 王先全 雷毅谈 +2 位作者 张虹光 朱桂林 余尧 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1054-1059,共6页

概要分析时栅传感器的幅值误差、正交误差、相移误差等误差因素以及其对检测精度的影响,给出了对上述各误差进行在线检测的方法,同时通过信号合成、数字滤波与延迟补偿等方法联合消除误差影响,提高了系统测量精度。为实现上述方法,进而... 概要分析时栅传感器的幅值误差、正交误差、相移误差等误差因素以及其对检测精度的影响,给出了对上述各误差进行在线检测的方法,同时通过信号合成、数字滤波与延迟补偿等方法联合消除误差影响,提高了系统测量精度。为实现上述方法,进而提出一种以DSP为处理核心的新型一体化系统信号处理解决方案。该方案将信号产生、数据采样控制、误差检测、位移解算与误差修正等数据处理集成到一片DSP内,压缩了系统硬件空间,提高了系统综合性能。实验表明:经过误差处理后,72对极传感器系统的误差从±128.4″减少至±1.7″。 展开更多

关键词 传感器 角位移测量 误差处理

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基于数字锁相放大的时栅传感器信号处理研究 被引量：2

4

作者 赵婷婷 王先全 +3 位作者 姜增晖 王培懿 文成杨 王恋 《工具技术》 北大核心 2017年第4期87-92,共6页

针对时栅位移传感器对信号噪声和插补时钟频率稳定性敏感及需要时钟频率高的问题,提出了一种基于数字锁相放大技术的时栅位移传感器信号处理方法。该方法用STM32F4微处理器同步产生激励信号和采集时栅输出信号,不需采集正交参考信号,将... 针对时栅位移传感器对信号噪声和插补时钟频率稳定性敏感及需要时钟频率高的问题,提出了一种基于数字锁相放大技术的时栅位移传感器信号处理方法。该方法用STM32F4微处理器同步产生激励信号和采集时栅输出信号,不需采集正交参考信号,将正交参考信号和输出信号送入正交矢量型数字锁相放大器,实现角位移检测。研究了基于数字锁相放大技术的时栅传感器信号处理原理和算法,设计了A/D采集电路和窄带低通数字滤波器。仿真和试验表明:在信号噪声较大条件下,时栅位移传感器的误差控制在±1.1″以内,显著提高了精度。该方法只需采集一路感应信号即可实现传感器角位移检测,优化和简化了电路结构。 展开更多

关键词 数字锁相放大器 STM32F4 DDS A/D转换 时栅 信号处理

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单相激励电容式时栅角位移传感器研究

5

作者 高忠华 胡帅 +2 位作者 汪强 付敏 冯济琴 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期130-137,共8页

针对现有多相激励时栅角位移传感器在小体积时无法设置更多极对数进一步提升稳定性,导致精度和动态性能指标无法得到提升等问题,提出一种单相激励电容式时栅角位移测量方法。该方法采用单相激励耦合成四路空间正交的驻波信号,通过电路... 针对现有多相激励时栅角位移传感器在小体积时无法设置更多极对数进一步提升稳定性,导致精度和动态性能指标无法得到提升等问题,提出一种单相激励电容式时栅角位移测量方法。该方法采用单相激励耦合成四路空间正交的驻波信号,通过电路实现行波构造,从而实现角位移测量。文中介绍了多相激励时栅传感器存在的问题、单相激励时栅的测量原理,完成了传感器样机的研制,并通过实验验证该原理的有效性。实验结果表明,相同尺寸和相同电极数量情况下,单相激励传感器的精度和动态性能指标优于多相激励传感器,单相激励传感器精度为±20″,稳定性为10″,400 rpm转速下速度波动为±1.25%,跟随误差为±2.5″,满足直驱电机的使用要求。 展开更多

关键词 电容式时栅 单相激励 多相激励 角位移传感器 行波构造

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时栅传感器动态测量误差补偿 被引量：7

6

作者 孙世政 彭东林 +1 位作者 郑方燕 武亮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1114-1121,共8页

针对动态测量误差特点,提出了对系统误差和随机误差分别进行建模和组合补偿的思想来提高时栅传感器的动态测量精度。对具有周期性变化特征的系统误差采用傅里叶级数逼近的方法进行建模,运用最小二乘求解超定方程组的方法计算出系统误差... 针对动态测量误差特点,提出了对系统误差和随机误差分别进行建模和组合补偿的思想来提高时栅传感器的动态测量精度。对具有周期性变化特征的系统误差采用傅里叶级数逼近的方法进行建模,运用最小二乘求解超定方程组的方法计算出系统误差的补偿参数。对于系统误差补偿后残留的随机误差采用灰色预测GM(1,1)模型进行预测,通过模型残差检验和修正提高预测的准确度。实验结果表明,利用傅里叶级数逼近模型有效地补偿了系统误差,误差由±35″降至±7.8″,通过最小二乘参数寻优得到的补偿参数与传感器实际的误差成分相吻合;灰色预测模型则很好地预测补偿了残留的随机误差,误差由±7.8″降至±3″。得到的结果表明,利用这种对误差分别建模和补偿的方法大幅度地降低了动态测量误差,有效地提高了传感器的测量精度。 展开更多

关键词 时栅传感器 位移测量 动态测量误差 系统误差 随机误差 傅里叶级数逼近 GM(1 1)模型

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变耦型时栅传感器及测头姿态对测量误差的影响 被引量：5

7

作者 鲁进 陈锡侯 +1 位作者 汤其富 武亮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2271-2282,共12页

根据时栅传感器的测量原理,提出一种采用高频时钟脉冲作为测量基准的变耦型时栅位移传感器以提高位移测量的精度。该传感器通过改变激励线圈和感应线圈的耦合状态输出感应位移变化的行波信号来实现精密位移测量。进行了建模和仿真,研究... 根据时栅传感器的测量原理,提出一种采用高频时钟脉冲作为测量基准的变耦型时栅位移传感器以提高位移测量的精度。该传感器通过改变激励线圈和感应线圈的耦合状态输出感应位移变化的行波信号来实现精密位移测量。进行了建模和仿真,研究了不同测头姿态下传感器的位移误差特性,并对其进行了谐波分析,得到了不同测头姿态对位移测量误差各次谐波的影响规律。根据传感器模型制作了传感器并开展了验证实验。仿真和实验结果均表明:不同测头姿态对位移测量误差的影响主要体现在对测量误差的1次、2次和4次谐波上,且俯仰姿态引入的附加误差最大,其余测头姿态下引入的位移测量附加误差均较小。若保证较佳的测头姿态,传感器在定尺和动测头间气隙厚度为0.3mm时的原始误差约为±18μm。实验分析结果与仿真结果基本一致。 展开更多

关键词 时栅传感器 位移测量 测头姿态 安装误差 测量精度

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寄生式时栅传感器自标定方法研究 被引量：9

8

作者 高忠华 陈锡侯 陈鸿雁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期975-981,共7页

研究寄生式时栅传感器自标定方法,对解决寄生式时栅的现场标定基准和精度保持具有重要理论和实践意义。将圆周封闭的自然基准转移到定角的比较值中,再利用傅里叶级数性质将定角平移到幅值和相位中,建立了测量值和误差之间的内在联系,从... 研究寄生式时栅传感器自标定方法,对解决寄生式时栅的现场标定基准和精度保持具有重要理论和实践意义。将圆周封闭的自然基准转移到定角的比较值中,再利用傅里叶级数性质将定角平移到幅值和相位中,建立了测量值和误差之间的内在联系,从而建立自标定模型。在此基础上进行了实验研究,并与光栅数据进行比对测量来检验自标定的精度,最终获得优于6″的自标定精度。该方法实现了角位移传感器双读数头的自标定,使用条件宽松,与其他方法相比更易于实现生产现场的应用。 展开更多

关键词 寄生式时栅 自标定 定角平移方法 误差分析

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时栅角位移传感器误差测试及补偿 被引量：4

9

作者 张天恒 周启武 +1 位作者 王阳阳 郑永 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期91-95,共5页

在工业现场,角位移传感器校准受特殊条件的限制,很难用标准器进行密集误差采样来提高精度。针对该问题提出了一种稀疏误差采样及补偿方法。在分析时栅角位移传感器的感应信号的基础上,提出稀疏采样第1个对极内细分误差+对极点零位误差... 在工业现场,角位移传感器校准受特殊条件的限制,很难用标准器进行密集误差采样来提高精度。针对该问题提出了一种稀疏误差采样及补偿方法。在分析时栅角位移传感器的感应信号的基础上,提出稀疏采样第1个对极内细分误差+对极点零位误差的测补方式,给出用激光干涉仪获取零位和细分误差的方法及采用稀疏采样的误差补偿模型进行补偿的具体过程。以72对极时栅角位移传感器为对象进行研究,实验结果表明:该方法充分剔除了零位误差且补偿了细分误差,在稀疏采样的条件下即可实现整周范围的有效补偿,大大提高了修正效率和测量精度,时栅传感器的精度达到2.69″。 展开更多

关键词 时栅 零位误差 细分误差 稀疏采样 误差补偿

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寄生式时栅角位移传感器的新型动态解算系统 被引量：2

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作者 王伟 彭东林 +1 位作者 石照耀 赵勇图 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2217-2224,共8页

为了将时栅角位移传感器应用于运动控制场合,设计了一套新型的测角解算系统。相比传统测角解算系统,该系统不仅实现了时栅角位移传感器的动态测量,而且降低了系统成本,有利于传感器高集成度、低成本设计。首先利用优化的坐标旋转数字计... 为了将时栅角位移传感器应用于运动控制场合,设计了一套新型的测角解算系统。相比传统测角解算系统,该系统不仅实现了时栅角位移传感器的动态测量,而且降低了系统成本,有利于传感器高集成度、低成本设计。首先利用优化的坐标旋转数字计算方法(CORDIC)进行角度粗解算,然后利用三角函数在0附近微区间内呈现线性特性实现了高分辨率的误差线性补偿,完成角度的精解算。减少迭代次数的同时达到了较高的输出精度,实时性高。最后讨论算法本身带来的测量误差,同时,对整个系统的误差进行了溯源。以寄生式时栅角位移传感器为载体,通过调整了传感器的激励输入和利用高速AD的过采样技术,实现了基于寄生式时栅角位移传感器的整个解算系统的设计,同时搭建了测试实验平台,实验结果表明,在传感器输出信号较理想情况下,且允许的速度范围内,系统测量误差小于10″,可以满足动态测量场合下时栅角位移传感器的应用。 展开更多

关键词 CORDIC算法 寄生式时栅角位移传感器 动态测量

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基于正交双行波磁场的平面二维时栅位移传感器 被引量：2

11

作者 武亮 阿岩琛 +2 位作者 吴玉龙 苏瑞 鲁进 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期58-65,共8页

针对半导体行业、航空航天等领域对于精密二维位移测量的迫切需求,提出了一种基于正交双行波磁场的平面二维时栅位移传感器。传感器由定尺和动尺组成,定尺由导磁基体和沿x、y方向排列的两励磁线圈组成,动尺由导磁基体和沿x、y方向排列... 针对半导体行业、航空航天等领域对于精密二维位移测量的迫切需求,提出了一种基于正交双行波磁场的平面二维时栅位移传感器。传感器由定尺和动尺组成,定尺由导磁基体和沿x、y方向排列的两励磁线圈组成,动尺由导磁基体和沿x、y方向排列的两层感应线圈组成。当励磁线圈通入正余弦励磁信号时,在定尺上方产生分别沿x和y方向运动的正交双行波磁场。通过对感应线圈输出的感应电信号进行解算得到x和y方向的位移值。首先介绍了传感器的结构和工作原理,对传感器模型进行了电磁场仿真;然后对仿真误差进行溯源分析,并优化传感器结构;最后采用印刷电路板技术制作了传感器样机,并设计相应的电气系统进行实验验证。实验结果表明该传感器在160 mm×160 mm测量范围内能够实现平面二维位移测量,x方向节距内位移误差峰峰值为32.8μm,y方向节距内位移误差峰峰值为34.5μm。 展开更多

关键词 时栅 平面二维位移测量 正交双行波磁场

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PCB型电磁感应式直线位移传感器短周期误差抑制方法

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作者 汤其富 李咪 +2 位作者 赵静 郭羊庭 彭松 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1314-1321,共8页

在直线位移测量中,基于PCB(printed circuit board)工艺的新型电磁感应式位移传感器因具有较大栅距,在制造、装配等工艺环节易导致短周期误差.在所导致的短周期误差类型中,1次和4次误差是PCB型电磁感应式直线位移传感器中最常见的短周... 在直线位移测量中,基于PCB(printed circuit board)工艺的新型电磁感应式位移传感器因具有较大栅距,在制造、装配等工艺环节易导致短周期误差.在所导致的短周期误差类型中,1次和4次误差是PCB型电磁感应式直线位移传感器中最常见的短周期误差.为减小测量过程中产生的1次和4次误差,本文从输出信号出发,针对此2种误差的产生机理开展研究,并提出一种不依赖外部基准的误差自我修正方法.首先,从理论层面分析短周期1次和4次误差的来源,以及2种误差与传感器原始SIN(sine)和COS(cosine)信号的函数关系;然后,建立基于传感器原始SIN和COS信号特征的短周期误差函数模型,并根据本文传感器样机的实测数据计算出误差函数模型中1次和4次误差的相应参数;最后,将1次和4次误差模型用于传感器样机的误差补偿.研究结果表明:补偿后的样机实验结果显示误差峰值由51.6μm减小到36.2μm,其中,短周期1次误差减小了约64.5%,短周期4次误差减小了约83.0%. 展开更多

关键词 传感器 直线位移 电磁感应 误差抑制 自校正

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双层反倾线圈结构的直线时栅位移传感器研究

13

作者 杨继森 秦梓洋 +1 位作者 付航 吴灼 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期188-197,共10页

针对前期研究的双层直线时栅位移传感器测量误差成分中四次谐波较大,影响传感器测量精度的问题。根据双层激励线圈的结构特点,提出了一种双层反向倾斜线圈结构的直线时栅位移传感器设计方案。通过构建双层反倾线圈产生磁场的数学模型,... 针对前期研究的双层直线时栅位移传感器测量误差成分中四次谐波较大,影响传感器测量精度的问题。根据双层激励线圈的结构特点,提出了一种双层反向倾斜线圈结构的直线时栅位移传感器设计方案。通过构建双层反倾线圈产生磁场的数学模型,分析了双层反向倾斜线圈的磁场状态,并利用电磁场有限元仿真分析双层反倾线圈直线时栅位移传感器中倾斜大小和动定尺之间的气隙对测量误差与误差谐波成分的影响,确定了最优化的设计参数。采用PCB(Printed Circuit Board)工艺研制了78个节距大小的传感器样机并进行了精度测试。实验结果表明,双层反倾斜线圈结构对原双层直线传感器中误差四次谐波抑制效果显著,在同样设置条件下,将原测量误差成分中四次谐波从40μm抑制到7μm,抑制效果达到82.5%。最终经过误差修正后的传感器对极内精度达到±13μm。 展开更多

关键词 精密位移测量 直线时栅传感器 倾斜线圈 磁场 四次谐波误差

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时栅动态性能在线检测系统研究

14

作者 高忠华 胡帅 +3 位作者 汪强 付敏 胡瑶 冯济琴 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第4期93-99,共7页

目前,时栅性能检测方法中并没有将时栅反馈到控制系统中,处于一种离线的工作模式,无法反映工作状态下的动态性能指标。为了弥补现有检测方法的不足,提出以时栅作为直驱电机反馈元件,以光栅为基准元件,以FPGA为数据采集卡核心器件采集动... 目前,时栅性能检测方法中并没有将时栅反馈到控制系统中,处于一种离线的工作模式,无法反映工作状态下的动态性能指标。为了弥补现有检测方法的不足,提出以时栅作为直驱电机反馈元件,以光栅为基准元件,以FPGA为数据采集卡核心器件采集动态数据,设计了一种时栅动态性能在线检测系统,并阐述了检测原理及软硬件设计,成功检测出时栅在线工作状态下的关键动态性能指标。实验结果表明:系统检测能反映时栅在线工作状态下的真实情况,可为进一步提升时栅的性能提供有效的检测手段。 展开更多

关键词 时栅角位移传感器 直驱电机 在线 动态性能

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基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器误差分析及抑制方法研究

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作者 吴玉龙 武亮 李佩林 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第3期14-20,86,共8页

基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器具有结构简单、分辨率高、响应速度快和抗干扰能力强的特点。相比于增量式直线位移传感器,该类型的传感器不仅不受断电的影响,还能实现更加快速和精确的绝对定位。但是,传感器制造、安装及电信号... 基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器具有结构简单、分辨率高、响应速度快和抗干扰能力强的特点。相比于增量式直线位移传感器,该类型的传感器不仅不受断电的影响,还能实现更加快速和精确的绝对定位。但是,传感器制造、安装及电信号处理等环节处理不理想会产生无效电动势,带来对极内的1次、2次和4次误差。针对上述问题,使用信号补偿的方式抑制1次和2次误差,采用空间移相的方式消除感应信号中的3次谐波,以此抑制4次误差。对优化后的传感器进行误差抑制实验,验证了误差来源分析的正确性以及抑制方法的有效性。实验表明:误差抑制后的传感器节距内误差峰峰值由32μm优化为6μm,性能大幅度提升。 展开更多

关键词 绝对式测量 电涡流 直线位移传感器 误差分析

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时栅动态测量误差建模与补偿技术研究 被引量：7

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作者 孙世政 彭东林 +1 位作者 武亮 汤其富 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第22期10-15,共6页

为提高时栅传感器动态测量精度,针对时栅的误差特点,提出对动态测量误差的周期性成分和随机性成分分别建模的思想。采用傅里叶级数逼近的方法对误差中的周期性成分进行建模,利用最小二乘方法对逼近模型参数进行寻优,选取比重较大的谐波... 为提高时栅传感器动态测量精度,针对时栅的误差特点,提出对动态测量误差的周期性成分和随机性成分分别建模的思想。采用傅里叶级数逼近的方法对误差中的周期性成分进行建模,利用最小二乘方法对逼近模型参数进行寻优,选取比重较大的谐波参数对误差的周期性成分进行分离,对于分离后残留的随机性成分采用支持向量回归(Support vector regression,SVR)模型进行预测,利用交叉验证的方法对回归预测模型进行参数寻优和细化,选取最优的核函数参数g和惩罚因子C,使得残差均方达到最小。研发误差补偿系统,对时栅动态测量误差进行补偿。试验结果表明,运用该建模方法和模型,时栅传感器动态测量误差的峰峰值由38.2″降至3″,有效地降低了测量误差,大幅度提高了传感器的测量精度。 展开更多

关键词 时栅传感器 动态测量误差 傅里叶逼近 支持向量机回归 误差补偿

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基于TE检测与控制理论的插齿机分度精度提高方法研究 被引量：2

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作者 郑永 彭东林 +2 位作者 陈艳 张天恒 周启武 《机械传动》 北大核心 2019年第7期1-5,共5页

为提高数控插齿机YKD5132X3的分度精度,对插齿机的传动链进行传动误差检测。对数据进行分析后得知,分度误差主要误差源为工件工作台蜗轮副和刀架工作台蜗轮副。针对这两个误差源,使用课题组精化后的蜗轮母机对这两个蜗轮进行加工,并通... 为提高数控插齿机YKD5132X3的分度精度,对插齿机的传动链进行传动误差检测。对数据进行分析后得知,分度误差主要误差源为工件工作台蜗轮副和刀架工作台蜗轮副。针对这两个误差源,使用课题组精化后的蜗轮母机对这两个蜗轮进行加工,并通过在线检测装置实现在线检测。蜗轮修正加工完成后,插齿机装配时,通过TE检测数据调整工件工作台蜗轮副的安装;替代了过去需要多次通过切齿后检测报告进行调整安装的方法,节省了安装时间并提高了安装精度。最后通过切齿验证,插齿机切齿精度由7级提升到了5级。 展开更多

关键词 数控插齿机 传动误差检测 蜗轮副 在线检测装置 蜗轮母机

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多面棱体的时栅转台自动标定系统设计 被引量：4

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作者 王淑娴 彭东林 +3 位作者 高忠华 张旭云 周金钢 郑方燕 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第4期100-103,107,共5页

针对传感器安装偏心、使用环境变化等因素造成时栅转台精度降低的问题,提出了由多面棱体和自准直仪对误差进行标定,并利用谐波修正技术进行误差修正的时栅转台自动标定系统。系统以多面棱体和自准直仪高精度测量仪器作为测量基准,以ARM... 针对传感器安装偏心、使用环境变化等因素造成时栅转台精度降低的问题,提出了由多面棱体和自准直仪对误差进行标定,并利用谐波修正技术进行误差修正的时栅转台自动标定系统。系统以多面棱体和自准直仪高精度测量仪器作为测量基准,以ARM处理器为核心对步进电机进行闭环控制,实现转台的精确定位,且能够进行数据采集和误差处理。经实验证明:与手动标定方式相比,该标定系统不仅效率高而且标定后的时栅转台测量系统分度精度可达±1.3″。 展开更多

关键词 多面棱体 自准直仪 时栅位移传感器 转台 自动标定

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基于参数辨识的时栅转台在线自动标定系统 被引量：4

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作者 张天恒 李志明 杨继森 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期462-466,共5页

提出一种在线自动检测时栅转台误差、辨识误差模型系数和误差补偿的方法。该系统由高精度的基准量仪圆光栅、微控制器与上位机组成。在对极点8个待定参数和对极内20个待定参数分别进行傅立叶变换的参数辨识,得到辨识误差模型的系数,实... 提出一种在线自动检测时栅转台误差、辨识误差模型系数和误差补偿的方法。该系统由高精度的基准量仪圆光栅、微控制器与上位机组成。在对极点8个待定参数和对极内20个待定参数分别进行傅立叶变换的参数辨识,得到辨识误差模型的系数,实现了实时在线误差补偿。为了检验在线自动标定效果,利用光电自准直仪与基于参数辨识的在线自动标定系统进行对比实验。实验结果表明,采用傅立叶变换的参数辨识,提高了时栅转台标定精度与标定效率,时栅转台的精度达到2.8″。 展开更多

关键词 时栅转台 自动标定 误差补偿 参数辨识

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圆锥形超声变幅杆的动力学理论分析 被引量：2

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作者 张兴红 何涛 +1 位作者 邱磊 武亮 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第5期674-677,共4页

用微元法建立圆锥形超声变幅杆纵向振动的波动方程,用分离变量法和连续振动体的边界条件求解超越波动方程,得到圆锥形超声变幅杆放大系数与变幅杆的大小端直径之比、长度以及外激频率3个变量之间的数学表达式。为研究变幅杆的放大系数... 用微元法建立圆锥形超声变幅杆纵向振动的波动方程,用分离变量法和连续振动体的边界条件求解超越波动方程,得到圆锥形超声变幅杆放大系数与变幅杆的大小端直径之比、长度以及外激频率3个变量之间的数学表达式。为研究变幅杆的放大系数与变幅杆的大小端直径之比、长度以及外激频率的关系,依次把3个变量中的两个变量设为常量,对另外一个变量进行抽样,计算变幅杆的放大系数。通过Matlab对超声变幅杆放大系数的样本计算数据进行曲线拟合,定性分析了圆锥形超声变幅杆放大系数随变幅杆大小端直径之比、长度、外激振动频率变化的关系。 展开更多

关键词 超声辅助车削 微元 放大系数 变幅杆 边界条件

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