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无人机用磁感应式位移传感器设计

Design of Magnetic Induction Displacement Sensor for UAV
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摘要 位移传感器作为无人机上直线舵机中的关键部件,主要实现舵机丝杆的位置反馈功能。为满足该部件的通用质量特性要求、提升其使用寿命、简化安装方式、减少故障发生概率与生产成本,提出了一种采用多个非接触的磁感应元件的有效线性工作区域叠加来实现长距离的位移测量功能,从而代替常规的直线位移传感器的设计方法详细描述了磁感应元件的基本工作原理分析,磁位移传感器的系统组成与功能原理设计,位置采集信号和调理电路,以及对两种软件实现方式的对比分析。着重介绍了利用软件算法实时得到当前磁钢的位置与准确的位置信息的实现过程。大量试验测试结果表明:线性位移传感器的数据输出精度可以达到0.02mm,最大绝对误差值小于0.1mm,线性度达到±1‰,满足实际使用要求,为后续无人机的飞行安全打下了坚实的基础。 As a key component of linear steering gear on UAV,the displacement sensor mainly realizes the position feedback functionof steering screw.In order to meet the general quality requirements of the component,improve its life,simplify the installation method,and retuce the failure probability and prowduction cost,a design method of replacing the conventional linear displacement sensor with thesuperposition of effective linear working areas of multiple non-contact magnetic induction elements is proposed.The analysis of the basicworking principle of the magnetic induction element,the system composition and functional principle design of the magneticdisplacenent sensor,the position acquisition signal and conditioning cireuit,as well as the comparison and analysis of the two softwareinmplementation methods are discribed in detail.t focuses on the realization process of obtaining the curent magnetic steel position andacurale position information by using software algorithm in real time.A large number of tests',resuls show tha:the precision ofbeeline displacement up to 0.02 mm,the measurement absolute error under 0.1 mm in specifi point and the linearity degree is up to±1‰,which meet the actual needs,and lays a solid foundation for the flight safety of UAV.
作者 孙宾 应浩 SUN Bin;YING Hao(Nanjing Research Institute on Simulation Technique,Nanjing 210016,China)
出处 《自动化仪表》 CAS 2021年第4期29-32,40,共5页 Process Automation Instrumentation
关键词 位移传感器 磁感应 线性度 非接触 无人机 磁钢 Beeline displacement sensor Magnetic induction Linearity Non contact UAV Magnetic steel
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