电位器式角位移传感器实验综述

电位器式角位移传感器是学生接触的第一种传感器,电路简单易操作,是传感器实验常做项目,通过该实验提高学生对传感器课程的感官认识和学习兴趣,对传感器后期的学习打下基础。

基于误差函数相位偏移的电场式时栅角位移传感器自标定

比对标定对于传感器测量精度的保持和提升具有重要意义,但其易受现场环境限制,且成本昂贵。电场式时栅精度不断刷新,寻找外部参考基准也变得日益困难。针对这一难题,提出了以圆周封闭原则为基准,利用傅里叶级数的平移定律,将电场式时栅的误差序列值以2π/n角位移值进行移相,利用具有不同移相次数的误差序列值进行频谱分析,互相补偿缺失的谐波分量,最终利用各次谐波分量重构传感器误差函数的自标定方法。并据此设计、搭建了相应的自标定实验平台。实验结果表明,该自标定方法对于电场式时栅角位移传感器中所包含的周期性误差补偿效果显著。对极内,使用该自标定方法与用光栅作为参考基准所获得的标定精度基本相当,两者误差为0.05",对极内误差下降67%;整周范围内,两者误差为0.15",整周误差下降80%。该自标定方法相比于传统的比对标定法在效率、应用范围及标定成本方面均拥有显著优势。

电位计式角位移传感器测试系统的动态性能研究

电位计式角位移传感器以其结构简单、性能稳定、能适应恶劣环境等特点,广泛应用于航天航空、军事、民用各行业.但也由于它的测试精度不高、动态响应较差而极大地限制了电位计的使用范围.作者在阐述电位计式角位移传感器原理的基础上,着重分析了系统的动态响应性能,设计了三阶低通滤波器,并采用零极点配置设计其补偿电路,改善了系统的动态响应,提高了所测信号的精度,最后用MATLAB仿真对比了补偿前后单位阶跃信号输入下的幅频特性,分析说明了测试系统的动态性能指标.

电位器式位移传感器负载特性的自动补偿

研究了用通用集成运算放大器和正电压可调集成三端稳压器实现电位器式位移传感器负载特性非线性自动补偿的方法。该方法既较好地补偿了电位器式位移传感器负载特性的非线性,又很好地解决了电位器式位移传感器负载能力弱的问题。测试表明:该方法补偿效果好,具有实用性。

新型电位器式位移传感器设计与分析

针对电位器式位移传感器线圈易磨损断裂的问题,设计了一款新型电位器式位移传感器。采用悬浮式电刷以及直接数字变换调理电路,在实现悬浮式电刷位移的数字化线性输出的同时,还确保了传感器输出误差只受供电电压品质影响,与悬浮电刷耦合电容无关。并就新型传感器所特有的悬浮电刷间隙电磁效应等影响传感器性能的各种因素进行了详细分析。测试结果表明,新型传感器具有好的线性度及精度,最大非线性误差小于0.18%。

电感式角位移传感器技术综述

电感式角位移传感器具有良好的环境适应力、较高的测量精度和稳定性的优点,该类型的角位移传感器广泛应用于高端装备、电动汽车、机器人、飞行器、武器等领域。本文介绍了3种电感式角位移传感器,包括旋转变压器、感应同步器这两种典型的电感式角位移传感器以及我国学者自主研发的磁场式时栅位移传感器。对它们的测量原理及关键技术做了详尽的综述,并分析了这些技术的优点与局限性。根据近年来电感式角位移传感器的发展现状,详细论述了电感式角位移传感器在机械、汽车、工业机器人、航空、航天和国防等领域的应用情况。最后,分析得出电感式角位移传感器技术应往高精度、高可靠性、嵌入式测量、复合功能测量、智能化等方向发展。

基于差商法的嵌入式角位移传感器自标定

为了摆脱对高精度基准器具的依赖实现对嵌入式角位移传感器的现场标定,结合传感器的结构特点提出了一种利用单个读数头测量值差商的方法实现自我标定。该方法利用傅里叶逼近模型将读数头的误差分离为多次谐波的叠加,采用测量值向前差商的方法获取标定模型的中间变量,运用泰勒展开对差商方法进行了误差估计,并通过提高差商阶数降低模型误差,为了保证标定精度,结合最小二乘算法对标定参数进行了寻优。运用自标定方法对两台不同对极数的嵌入式角位移传感器进行了标定实验,并与传感器常用的比较标定方法进行了对比实验。实验结果表明,两台传感器的误差分别从标定前的±30″和±25″,降低至±2.6″和±2.2″,精度得到了大幅度提高,最终的标定参数与传感器实际的误差成分相吻合,标定精度与比较标定的精度基本相同,能够满足嵌入式角位移传感器的高精度、高效率标定要求。

基于单测头误差相位偏移法的嵌入式角位移传感器自校准研究

针对嵌入式角位移传感器长期使用出现精度损失问题,结合传感器结构特点提出一种基于单测头误差相位偏移法的自校准方法。首先,依据圆周空间封闭性原则,基于傅里叶变换分析传感器误差特性;然后,以起始测量值序列作为误差偏移起始基准,根据误差特性等间隔变换误差序列并解算误差与起始基准的函数关系,构建传感器误差模型;最后,搭建在线校准实验平台进行验证实验。实验结果表明,单个对极内误差结果与测量误差特性一致,整周测量误差大幅度降低,误差峰峰值由127.80″降低至5.90″;该方法校准效率相比于比较校准法提升了80.69%,校准后误差分布集中,同时具有良好的测量稳定性。本文所述自校准方法在不依赖高精度基准器具前提下,有效解决了传感器精度损失问题,对实现嵌入式角位移传感器自校准具有重要的应用意义。

寄生式时栅角位移传感器的新型动态解算系统

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。

电位器式传感器细分技术在煤气贮罐检测中的应用

本文阐述一种电位器式传感器的细分法原理及其在煤气贮罐贮气量检测中的应用，给出传感器和检测系统的结构及其工作原理。

嵌入式角位移传感器动态测量误差建模与补偿

针对嵌入式角位移传感器在工作过程中受到机械结构、电气系统以及外界环境等因素影响导致的原始测量误差较大,传统单一算法难以适用的问题,提出了一种基于集合经验模态分解和极限学习机的嵌入式角位移传感器动态测量误差补偿方法。通过对转子在整周范围内的原始测量误差进行集合经验模态分解,得到了一系列本征模态函数,利用相关性系数阈值法对本征模态函数进行筛选,选出其中对测量误差影响较大的分量,并对其进行希尔伯特变换,计算相应的瞬时幅值和瞬时频率,重构误差序列,利用极限学习机对残余误差进行预测补偿,得到传感器最终测量误差。实验结果表明:嵌入式角位移传感器的原始测量误差的峰峰值由117.9″降至4.5″,大幅提高了传感器的测量精度。

新型霍尔式角位移传感器的设计与试制

以AS5045集成电路芯片为核心,采用AlNiCo稀土磁铁产生磁场,结合405B集成电路设计了一种可输出数字量、模拟量或脉冲信号的新型角位移传感器,在结构上实现了机与电的隔离,有效提升了传感器的抗干扰能力。与现有的电阻式角位移传感器相比,能实现非接触式的360°全范围测量,最高分辨率可达0.09°,理论寿命无限长,可替代现有各种类型的角位移传感器。

差动变压器式角位移传感器的应用

角位移传感器是位移传感器的一种,它是把对角度的测量转换成其他物理量的测量的一种检测装置。从工程实际出发,介绍了差动变压器式角位移传感器的安装联接形式和安装联接过程中应注意的事项,对传感器安装后影响传感器信号输出的因素进行了分析,提出了检测传感器信号输出时应注意的问题,为工程设计人员及时解决信号输出问题提供了参考。

电位器式传感器及对接触线抬升量的测量

介绍了电位器式传感器的结构、工作原理及其现场安装方法。描述了用于电气化铁路接触网导线振动位移抬升量动态测量的检测系统。

霍尔式角位移传感器电磁兼容设计

为解决霍尔式角位移传感器的电磁兼容问题,分别对抗干扰电路和磁路屏蔽结构进行了研究和设计.根据电磁干扰的3要素,设计了新颖实用的抗干扰电路和磁路屏蔽结构,经实验室和长沙汽车电器检测中心检验后,电磁兼容性符合相关标准.

嵌入式时栅角位移传感器短周期误差分析与补偿

为提高嵌入式时栅角位移传感器测量精度,从传感信号形成机理出发,对短周期误差成因进行了详细分析。通过对绕组等效分析和激励信号分析,确定了短周期误差的主要特性为一次和二次误差,一次误差来源为零点残余误差和直流分量误差,二次误差来源为激励信号正交误差。针对短周期误差补偿,提出了基于超限学习机的误差补偿方法,通过对测量值与真实值样本的训练得到模型最优参数,根据模型参数建立短周期误差模型,利用所得误差模型实现对短周期误差的补偿。实验结果表明,短周期误差分析结果与传感器实际误差特性一致,采用该补偿方法传感器短周期误差大幅度降低,降低了约96%。对比和重复性实验表明,该方法与谐波补偿法相比精度提高了约1倍,误差补偿效果更优,同时方法具有良好的测量稳定性,对提高嵌入式时栅角位移传感器的测量精度具有重要的理论和现实意义。

双电位器式传感器检测系统改进

针对双电位器式传感器检测系统存在的跳区现象，提出了一种新的判区方法，并结合一阶差分算法成功地解决了跳区问题，同时也提高了系统的抗干扰能力。

电位器式传感器细分技术在煤气贮罐检测中的应用

煤气贮罐贮气量的检测是一个困扰煤气行业的技术难题。目前用机械式码盘指示贮气量的测量装置仍应用广泛,操作人员用目测法读取指针示值,常会出现漏报和误报数据的情况,将两只电位器式传感器用变速结构连接起来,构成了一种具有细分功能的电位器式传感器。通过建立电位器传感器的数学模型和编制单片机的应用软件,能精确计算煤气的体积。本装置成功地用于干式煤气贮罐贮气量的自动检测系统中,现场运行几年来,工作稳定、性能可靠。

浅谈磁阻式角位移传感器温度误差及补偿

磁阻式角位移传感器(RVDT)是一种高精度、无接触式角位移测量元件,由于其高精度、高可靠性的技术优势,广泛应用于航空、航天、兵器及智能控制领域,随着角位移传感器的广泛应用,对角位移传感器耐高低温环境性能要求越来越高。由于磁阻式角位移传感器漆包线绕组阻值的影响,其精度受高低温环境影响较大。现着重分析了磁阻式角位移传感器输出信号的特性,深入研究了磁阻式角位移传感器高低温环境下误差产生的原因及影响因素,并介绍了一种并联式温度补偿方法,经实验证明,该方法可使高低温环境下角位移传感器精度满足不大于0.3°的工程应用指标。

电位器式传感器信号远传的一种方法

本文介绍了一种用于电位器式传感器信号远传的方法。用这种方法可以直接把传感器引线通过长线引入集控室,避免了在现场设置直流稳压电源。从而降低了成本,同时也扩大了使用范围。由于在测量线路上采取的一定的措拖,所以能够克服引线电阻及其变化和沿途干扰等给测量带来的影响。只要测量线路电阻阻值选择适当,就可达到满意的线性度指标。这种方法也适用于电阻式传感器的远距测量。