基于时栅传感技术的带检测功能直线导轨

为了满足高速、高精度的直线进给运动中对精度的要求,需要采取具有闭环控制定位技术的直线导轨作为功能运动部件。提出了一种基于时栅传感技术的带检测功能直线导轨,以同时实现导轨的导向功能和位移检测功能。先后开展了传感原理分析、带检导轨模型建立、模型的有限元仿真分析等工作验证了原理、方案的可行性;通过傅里叶变换对仿真结果进行误差分析,根据分析结果对模型进行优化并进行仿真验证;依据优化后的模型制作实物并搭建实验平台进行实验验证。实验结果表明,在200 mm测量范围内,导轨精度可达1.25μm,该方法的实现为时栅传感技术在带检测机床功能部件的研究提供了一种有效途径。

时栅位移传感器中激励信号引入误差的分析与修正

针对在时栅位移传感器测量过程中激励信号所引入的误差问题,提出一种基于激励信号误差分析的误差模型,以及针对该误差模型的修正方法。通过对传感器感应信号进行建模分析,确定激励信号引入幅值误差、正交误差和相移误差,并分别建立3类误差模型。采用数值分析法研究3类误差的特性、来源及相互关系,基于误差之间相关性低这一特性,采用基于加窗函数的误差修正方法处理幅值误差,按误差源分步补偿正交误差,结合迭代最小二乘拟合法修正相移误差。实验结果表明:经误差修正,72对极圆型场式时栅位移传感器的整周测量误差由±119.6″降低至±1.84″,单对极范围内的测量误差由±117.7″降低至±1.54″,所提出的误差修正法可大幅度地降低测量误差,有效提高传感器的测量精度。

基于优秀科研成果构建综合性实验教学平台探索与实践

针对目前高校课程设计实践环节设计内容缺乏有效的针对性及工程实践性不强等,探索将优秀科研成果"时栅传感技术"引入到本科实践教学体系,将大部分主干课程的课程设计统一到一个完整的科研型实验教学平台,使课程设计的内容更加具体,更具有针对性、延续性,促进本科教学工程实践能力的培养。