基于AT89C52单片机的容栅传感器测距系统

根据容栅传感器的检测原理,应用单片机对其输出的串行信号进行处理。设计了一套以AT89C52单片机为核心的容栅传感器测距系统,该系统通过将容栅传感器输出的串行信号转换成并行信号的方法,方便地实现单片机对容栅传感器输出信号的处理。该硬件结构简单,工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。文中阐述了容栅传感器的输出信号与该测距系统的硬件电路构成、工作原理及软件设计方法,并提出了一些改善系统的建议和方法。     

容栅数显度盘的原理和应用

容栅数显度盘的原理和应用北京市得天测控技术研究所程晓峰容栅数显系统是近几年国际上发展起来的一项传感器测量技术。特别是制成容栅数显系统专用的大规模集成电路后，一片芯片就能完成测量、数据处理和显示全部工作，使容栅数显系统成为一个结构简单、功能完善、功耗极...     

大行程智能型容栅数显测量系统

大行程智能型容栅数显测量系统是为解决大型机床坐标显示和检测问题而研制的一种新型数显测量系统,该系统还可以应用于其他各类人行程测量领域。 大行程智能型容栅数显测量系统是应用国际上新一代长度测量传感技术——非接触式容栅传感技术与单片微计算机系统技术相结合的一种智能化、多功能数显测量系统。具有测量速度快,对环境要求不严,安装维修方便,使用寿命长等优点。 该系统由 MPC100035容栅线位移传感器和MN735智能型容栅数显表组成。基车原理如图示。     

容栅位移传感器在喷油泵试验台中的应用

目前在柴油机电控调速系统中一般都采用美国Sychro-Start公司的0175-24A3LS1型号的比例电磁铁。传感器为电位计式，它与执行器合为一体。在使用时需要外加复杂的辅助电路，电路复杂，测量精度不高，不适于作测量用传感器。为此，提出在油泵试验台中采用RSJ-1型容栅位移传感器来测量位移的方法。介绍了容栅位移传感器的测量位移的优点、结构、工作原理，给出了计算机数据采集的实现方法。     

嵌入式容栅传感技术及轴功率测试研究

针对旋转轴功率测试存在的传感器信号引线困难、安装空间受限、信号易受干扰的问题,设计了一种嵌入式容栅扭矩、转速传感器和测试系统.测试时在轴的两端分别安装容栅传感器,轴在受到扭矩时产生扭角,则两容栅的输出信号会产生一个相位差,通过测量相位差的变化得到扭矩.容栅传感器的差动结构提高了灵敏度减小了误差,容栅的嵌入式安装,将对被测轴的影响降到了最低.实验证明容栅传感器可靠性高,可以在环境要求严格的情况下长时间使用,并且无需通过滑环、无线或红外进行供电和信号的传输,克服了以上方式安装复杂、信号易受干扰的缺点.     

对容栅位移传感器的研究

本文论述梳齿式,屏蔽鉴相式,屏蔽鉴幅式,反射鉴相式,反射鉴幅式等容栅位移传感器的各种形式,结构及原理.然后讨论容栅传感器的特点及处理方法,最后介绍单片机容栅测角仪.     

容栅角度测量装置的精度分析

本文介绍了容栅角度传感器的工作原理及精度分析，并说明了容栅角度测量装置在生产中的实际应用效果。     

容栅传感器误差的建模与修正

基于实测数据，采用曲线拟合的方法，建立容栅传感器误差的数学模型，确定其变化规律。利用单片机，以查表和插值的方法，实现误差修正，为提高容栅传感器的测量精度提供理论依据和实现方法。     

桂林广陆公司开发成功六大类绝对原点系列精密数显量具

研发、生产具有自主知识产权的绝对原点容栅位移传感器是桂林广陆数字测控股份有限公司在数显测量技术上的一个重大突破。该公司在国内率先完成了绝对式容栅传感器及其系列产品的产业化生产,打破了外国公司在这一领域的技术垄断。     

容栅测角数显仪的研制

本文介绍了容栅传感器测量位移的工作原理及其研究应用发展概况，并给出了分辨率为1’的容栅测角数显仪的具体设计。     

通用型光栅信号处理系统的研制

为了实现基于光栅传感器的位移测量,设计了一种通用光栅信号处理系统。无论光栅尺的输出是方波信号还是正弦波信号,处理系统均可识别并处理。运用FPGA芯片对光栅信号进行四倍频细分、辨向以及可逆计数。计数得到光栅扫描测头的位移数据经由DSP预处理,然后通过ISA或串口传到上位机,并由液晶显示位移结果。实现了对光栅信号的测量处理过程,同时通用性得到了提高。     

一款光栅尺数显表的设计

叙述一款光栅尺数显表的设计,介绍对光栅尺传感器输出脉冲的细分辨向原理。基于该原理,可将光栅尺测量分辨率提高4倍。同时简要介绍了单片机对光栅尺传感器输出数据的处理。该数显表采用计数器芯片计数与单片机对数据处理相结合的技术。具有体积小、成本低、计量准确、结构简单、工作可靠、校准简单等特点。     

提高嵌入式时栅传感器精度的测头设计方法

为了提高嵌入式时栅传感器的测量精度,结合传感器自身的特点,从布置方式和数据处理方式两方面设计了特殊的测头结构。首先利用谐波分析确定传感器误差的主要频次,然后分别针对长短周期的误差采用多组测头对径和间隔特定空间角度的测头布置方式,测头之间采用数字量相加的数据处理方式,最后通过实验验证了这种测头结构和数据处理方式的有效性。结果表明,与单测头结构相比,这种方式将长周期误差降低了75%,短周期误差降低了83.6%,更有效地提高了嵌入式时栅传感器的测量精度。     

非破坏性水分测量仪的设计

非破坏性水分快速、准确的测量是粮食工业中需要解决的关键技术。为了实现粮食检测过程中的统一化和标准化,用于现场的非破坏性水分快速测量仪的设计是十分必要的。文中在研究电容传感器结构的基础上,分析了非破坏性水分测量的原理,提出一种基于电容传感器的谷物水分测量的设计方法,给出适合该种传感器的检测电路和水分测量仪系统组成。实践表明,此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值。     

光纤Bragg光栅靶式流量传感器设计

基于工业流体流量测量技术、光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感检测技术与靶式流量计原理,针对单个光纤Bragg光栅传感系统对温度交叉敏感的问题,设计并且制作了一种基于双光纤Bragg光栅流量传感器。该传感器采用靶盘结构作为光纤Bragg光栅流量传感器的受力元件,对温度起到了补偿作用,并且有效地提高了应变测量灵敏度。实验表明,该流量传感器的线性误差为0.31%。     

变耦型时栅位移传感器理论模型与误差研究

针对现有高精度位移传感器栅距小导致对制造和使用环境要求苛刻的问题,提出一种采用高频时钟脉冲作为测量基准,可在大极距条件下实现高精度、大量程直线位移测量的变耦型时栅位移传感器。传感器通过在交变电磁场中改变励磁线圈和磁场拾取线圈的耦合状态建立以时间差反映位移变化的行波信号,实现精密位移测量。通过有限元分析软件对传感器进行了建模和仿真,根据仿真结果得到传感器仿真模型的测量误差,并对其进行了谐波分析;根据误差特点和变化规律对主要误差进行了溯源,并对模型进行了优化。根据优化模型制作了传感器实物,开展了验证实验。实验结果表明:根据仿真结果对传感器进行优化设计,在200 mm的测量范围内,传感器精度达到±500 nm,且系统成本低廉,极易制造。为时栅位移传感器在恶劣环境中的应用提供了解决方案和理论依据。     

金属颗粒的电容式速度测量方法研究

针对金属材料在静电场中呈现出的特殊性,设计了一种用于检测管道中金属颗粒速度的电容式传感器.首先,基于多电极理论建立了电容传感器测量金属物质的数学模型,在此基础上,使用COMSOL Multiphysics有限元分析工具建立了传感器三维仿真模型,并对其空间灵敏度分布特性进行了分析.然后,基于该传感器的空间滤波效应对金属颗...     

一种光栅莫尔信号数字锁相细分方法

为了保证和提高光栅传感器在动态测量过程中信号细分结果的准确性和实时性,本文提出一种新型的莫尔信号数字锁相细分方法。该方法采用开环结构,根据光栅莫尔信号的实时频率,利用小数分频方法完成对光栅莫尔信号的细分功能;开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字锁相细分电路,并对细分实现过程中的电路关键环节进行详细分析;使用自制的细分电路板分别验证了以信号发生器和实际信号为输入的细分算法有效性,并且将改进数字锁相细分方法与传统锁相细分方法进行细分效果对比,实验结果证明,本文设计的数字锁相细分算法能够在更高的莫尔信号频率和频率变化率情况下完成细分功能,因而能够更好的应用于动态测量场合。     

Design and experimental validation of an ultra-precision Abbe-compliant linear encoder-based position measurement system

The design and development of an Abbe-compliant linear encoder-based measurement system for position measurement with a targeted 20 nm uncertainty (k = 2) in machine tools and CMMs is presented. It consists of a linear scale and a capacitive sensor, mounted in line on an interface which is guided in the scale's measurement direction and driven by a linear motor based on the output signal of the capacitive sensor. The capacitive sensor measures the displacement of a target surface on the workpiece table. The functional point, which is the center of a tool or touch probe, is always aligned with the scale and capacitive sensor such that this configuration is compliant with the Abbe principle. Thermal stability is achieved by the application of a thermal center between the scale and capacitive sensor at the tip of the latter, which prevents both components to drift apart. Based on this concept, a prototype of a one-DOF measurement system was developed for a measurement range of 120 mm, together with an experimental setup aimed at verifying the reproducibility of the system for changing ambient conditions of ±0.5 °C and ±5%rh and the repeatability during tracking of a target surface over a short period of time. These experiments have shown that the measurement uncertainty of the one-DOF system is below 29 nm with a 95% confidence level.