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MEMS技術(shù)的三相柵式E+E位移傳感器關(guān)鍵技術(shù)
柵式E+E位移傳感器在位移測量中具有廣泛的應(yīng)用,時(shí)柵是課題組發(fā)明的一種新型柵式E+E位移傳感器。經(jīng)過多年的研究,在圓時(shí)柵方面的研究中已取得很大突破。時(shí)柵E+E位移傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝簡單、抗干擾能力強(qiáng)、智能化程度高、成本低等顯著優(yōu)勢,具有良好的市場前景。

MEMS技術(shù)的三相柵式E+E位移傳感器關(guān)鍵技術(shù)
分析了傳統(tǒng)E+E位移傳感器的優(yōu)點(diǎn)與不足,討論了時(shí)空轉(zhuǎn)換思想、時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法與時(shí)柵E+E位移傳感器原理。 通過高精度時(shí)柵E+E位移傳感器的研制過程,介紹了單齒式、差頻式、場式和混合式幾種時(shí)柵的原理結(jié)構(gòu)及其分別達(dá) 到的分辨率和精度指標(biāo),zui終通過鑒定的場式時(shí)柵達(dá)到了0．1”的分辨率和±0．8”的精度。還介紹了諧波修正法 思想,目的在于把傅里葉變換用于傳感器誕生之前的參數(shù)設(shè)計(jì)和制作過程中的誤差修正,而不只是在其后的誤差 分解和分析。反映出時(shí)柵作為一種智能傳感器所體現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢和諧波修正法的實(shí)用效果,而zui終目標(biāo)是不依賴 精密機(jī)械加工或不用刻線尺而實(shí)現(xiàn)精密位移測量。在該課題的研究中,解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問題。主要研究內(nèi)容如下:對比分析光柵、感應(yīng)同步器和時(shí)柵的工作原理,并找出它們的共性與區(qū)別,為新型柵式E+E位移傳感器的研究提供了理論依據(jù)。對比感應(yīng)同步器的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),提出合理的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)出新型柵式E+E位移傳感器的“盤式”新結(jié)構(gòu);采用Tanner Pro設(shè)計(jì)軟件對定轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行設(shè)計(jì),結(jié)合MEMS微細(xì)加工技術(shù)并用光刻工藝對定轉(zhuǎn)子進(jìn)行加工。研究并確定適合新型柵式E+E位移傳感器所需的激勵(lì)電源的頻率;分析時(shí)柵現(xiàn)有的激勵(lì)電源電路和信號處理電路,并對其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),使之為本課題所用。對新型柵式E+E位移傳感器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),研制適合“盤式”新結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)裝置,并對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)和安裝。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,與高精度圓光柵進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),分析誤差曲線并對其進(jìn)行處理,完成新型柵式E+E位移傳感器的原理性實(shí)驗(yàn);并對產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行詳細(xì)分析,為進(jìn)一步提高精度做準(zhǔn)備。

MEMS技術(shù)的三相柵式E+E位移傳感器關(guān)鍵技術(shù)
綜上所述,在現(xiàn)有時(shí)柵和感應(yīng)同步器的基礎(chǔ)上,研究了新型柵式E+E位移傳感器。從工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝和信號處理電路等方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述,解決了新型柵式E+E位移傳感器的幾個(gè)關(guān)鍵問題,完成了新型柵式E+E位移傳感器的原理性實(shí)驗(yàn),為時(shí)柵提供了一個(gè)新的研究方向。