基于電氣制導(dǎo)與誤差修正的幾何量計量新方法及新型柵式智能位移傳感器研究.pdf

1、精密計量技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段,也是進行科學(xué)研究的重要工具。計量測試是科技、經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ),其水平高低已成為衡量一個國家科技水平的重要標志之一。傳統(tǒng)幾何量計量中一般以空間量作為基準量,被測量與基準量之間是空間對空間的關(guān)系。傳統(tǒng)柵式位移傳感器和碼盤式傳感器要實現(xiàn)高精度測量,都需要一個高精度的空間基準量——刻線尺?？叹€尺的柵線既要求刻劃均勻,又要求刻劃細密,其精度取決于精密機械制造技術(shù)。在柵線數(shù)不能滿足要求的情況下,還需

2、要對基準量進行細分。因此,傳統(tǒng)柵式位移傳感器制造工藝復(fù)雜,加工要求很高,相應(yīng)地制造成本也很高。在此背景下,本文在三項國家自然科學(xué)基金項目和一項重慶市自然科學(xué)基金重大項目資助下,開展了基于電氣制導(dǎo)與誤差修正的幾何量計量新方法及三種新型柵式智能位移傳感器的研究。主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新如下:①提出了一種基于電氣制導(dǎo)與誤差修正的幾何量計量新方法。測量的精度不是取決于加工精度和安裝精度,而是取決于電氣跟蹤制導(dǎo)和誤差修正的精度。②闡述了以時間測量空間、

3、運用電氣手段解決機械問題的學(xué)術(shù)思想。以時間量作為空間量的測量基準,將空間位移的測量問題轉(zhuǎn)換為時間量的測量問題,徹底回避掉機械高精密刻線的傳統(tǒng)工藝,以期擺脫對精密加工技術(shù)的依賴,從而大幅度地降低制造成本。③利用上述新方法和新思想開展了三種新型柵式智能位移傳感器研究。主要包括:1)論述了精密位移測量中的“時空坐標轉(zhuǎn)換理論”和場式時柵傳感器的工作原理。2)論述了利用“游標插值”的信號細分新方法,研制差線柵傳感器的新思想。3)首次提出了一種基于

4、電子跟蹤制導(dǎo)技術(shù)和圓分度多信息融合技術(shù)的新型激光柵傳感器的研究思想,其精度取決于自動控制精度而不是機械加工精度和安裝精度。④研制出了一套TG-E1時柵角位移傳感器實驗系統(tǒng),在該系統(tǒng)上開展了大量實驗研究,成功研制出首臺高精度時柵角位移傳感器樣機,探索出了一套系統(tǒng)的實現(xiàn)高精度時柵的方法。國家法定計量檢定機構(gòu)——中國測試技術(shù)研究院對時柵的檢定結(jié)論為:任意(0°~360°)范圍內(nèi)示值誤差±0.8”。研究成果“時空坐標轉(zhuǎn)換方法與時柵位移傳感器”通