金属球纳米级微位移测量电路的分析

转子位移检测环节是静电悬浮轴承的重要组成部分 ,位移测量电路的性能直接影响到转子在电极球腔中的定中精度。介绍了一种高精度转子位移测量电路的工作原理 ,分析了各个环节的特性。测试结果表明 ,电路性能与理论分析结果吻合较好 ,位移测量电路的分辨率、灵敏度、线性测量范围、零位稳定度及通频带等指标可以满足高精度静电悬浮轴承的要求。

纳米级变间隙半球电容计算及其测量电路研究

为了实现高精度球形转子的平衡测量,讨论半球电极支承下静电悬浮装置的变间隙电容的计算公式和纳米级电容精密测量问题。基于半球支承下的转子位移测量原理,分析转子与电极间电容和间隙的关系,给出高精度转子位移测量方案。测试结果表明,电路性能与理论分析结果吻合较好,转子位移测量电路的位移分辨率优于0.2nm、5h零位漂移小于0.01μm、通频带大于20kHz,可以满足高精度球形转子平衡测量的要求。

球面间隙大范围测量的建模与线性化研究

有源静电悬浮轴承通过检测电极与转子间构成的球面间隙电容以得到转子位移。在转子起支时 ,要能实现球面间隙的大范围线性测量。本文重点推导了球面电容与球面间隙的非线性关系 ,提出了采用软件非线性校正的方法实现球面间隙大范围测量的线性化 ,使转子位移的线性测量范围可以达到标称间隙的 6 6 % ,满足了静电轴承起支过程的要求。