新型旋转角加速度传感器特性标定系统的研究

针对旋转角加速度传感器的标定问题,构建了一套特性标定系统。首先分析了永磁旋转角加速度传感器的工作原理,并提出了一种基于调频调压电源供电的、异步电动机纯单相运行的、可调频调幅的旋转角加速度脉动源系统;然后采用传统增量式光栅编码器和现场可编程门阵列构建了旋转角加速度测量系统;最后通过比较旋转角加速度传感器的输出电压峰值和测量系统得到的实际旋转角加速度峰值,对传感器输出特性进行了标定,得到传感器输出电压与角加速的特性曲线,线性误差为1.81%。     

一种电磁感应式角加速度传感器及误差分析

旋转角加速度测量是对旋转系统进行状态检测和故障分析的重要手段,由此提出了一种基于电磁感应原理的新结构角加速度传感器。对三相异步电机、单相异步电机和自制无槽转子的三相异步电机进行了实际的角加速度测试。实验表明,当旋转系统存在瞬间角加速度时,经过电磁耦合立刻以传感器输出绕组感应电势的形式表现出来,可以直观反映出各种旋转机械系统的角加速度变化情况。另外对传感器实际工作状态存在的误差及来源进行了分析,并对传感器的输出特性和传递函数进行了推导,为传感器的推广应用提供了有效的技术支撑。     

增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器发展现状及趋势

按是否对光栅尺进行位置编码,光栅位移传感器可以分为增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器。增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器各有其优缺点。增量式光栅传感器发展比较早,应用广,占有很大的市场。绝对式光栅传感器技术先进,近年来发展迅速。本文阐述了增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器的工作原理和特点,同时详细总结了国际上生产和研究位移传感器的厂家和研究机构及他们的产品。     

旋转角加速度传感器校准装置的研制

研制了一种新型旋转角加速度传感器校准装置。校准装置包括外定子、杯形转子和内定子,其中外定子两相绕组的轴线正交,输入的两相交流电错开90°相位差,产生旋转磁场后驱动杯形转子产生变化的角加速度量值;推导了角加速度量值的理论公式,给出公式所需参数的获取方法;最后采用光栅测角加速度系统对校准装置的特性进行了测定,结果表明装置产生的角加速度量值线性误差约为0.53%。     

基于轴角编码器二阶跟踪微分的角加速度测量

角加速度是描述旋转机构工作状态的一项重要参数。常用压力或压电传感器测量角加速度的方法存在易受待测设备自身振动干扰的问题。本文基于高精度绝对式光电轴角编码器,提出采用二阶跟踪微分处理的方法,以准确测量发射车起竖臂工作过程中的角加速度。     

正弦角振动绝对法标准装置研究进展

随着各领域对旋转角振动测量需求的增加,研究和建立角加速度国家计量基准,解决各类旋转角振动传感器和测量仪的量值溯源问题迫在眉睫。在分析国内外现状的基础上,对稳态正弦角振动激励系统、激光干涉测量系统进行了讨论;提出了高精度旋转角振动激励系统和正弦相位衍射光栅盘研制中的技术难点。     

编码器通晓所有的角度

工程师用旋转编码器来测量附加设备的角度位置，例如电动机轴，或者测量距离，例如当和一个线性带式传动一起的时候。旋转编码器分为两种：数字式和模拟式。数字式旋转编码器包含两种：增量式和绝对式。解码器的轴每转一圈增量式解码器就会产生n个数字脉冲。     

一种基于旋转编码器的车辆行车状态无线监测装置

开发一种基于旋转编码器的车辆行车状态无线监测装置,采用增量式旋转编码器作为速度测量元件,基于STM32F103VET6处理器与嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行系统监测装置的软硬件设计。比较目前几种常用的车辆测速方式的优劣,叙述车辆行车状态无线监测装置的工作原理及其架构,速度测量元件、监测装置的软硬件子系统的设计要点,给出软件流程图和行车状态实时监测曲线。根据现场的实验测试表明:该系统不仅架构简单、使用方便,而且具有良好的实时性、可靠性和测速分辨率等。     

基于比值线性化的高适应性光栅细分方法研究

电子细分是光栅位移传感器实现纳米级分辨率测量的关键,细分误差由细分方法和光栅信号质量共同决定。针对信号实时修正方法在小步距测量和一些复杂工况环境下的局限性,从提高细分方法对非理想光栅信号的适应性的角度出发,提出了基于信号比值线性化的新型电子细分方法,构建了2种实时补偿信号以进一步提高信号的线性度;详细阐述了所提细分方法的细分原理,分析了其在非理想光栅信号输入情况下的细分误差;实现了最高为0.003μm的理论细分精度和0.08μm的实际细分精度。数值仿真和对比实验结果表明,所提细分方法对非理想光栅信号的适应性明显优于常用的反正切细分法和正余弦绝对值相减细分法。     

一种采用宽动态范围位移传感器的新型圆度仪的研究

本文介绍了一种新型的圆度仪，它采用的位移传感器以全息柱面衍射光栅为标准器，动态范围宽，分辨率高，可进行圆度误差、波度及表面粗糙度的综合测量，比一般的圆度仪有更多的功能。本文介绍了传感器的原理、数字滤波、圆度误差的评定方法以及检定与实测结果．     

误差综合测量的数字化码检仪

介绍了码检仪采用模拟量测量方式的原理、组成及存在的问题；提出了码检仪的数字化途径，原理和所有光栅检测参数的数字化测量，并对数字化测量进行了误差分析。通过对两种测量方式的比较，对数字化测量存在的问题提出了解决办法。     

成像式光栅自准直测角方法研究

针对目前光电自准直仪难以做到既有高分辨力同时又有大的测量范围的不足,提出一种成像式光栅自准直测角方法。该方法将成像式光栅方法、自准直测角技术相结合,利用标尺光栅像和指示光栅形成的光栅副反映被测物体的角度变化。试验结果表明,该系统接收到的光栅信号稳定,满足光栅计数的要求,成像式光栅自准直测角方法原理可行。该方法避免了光栅副间隙带来的误差,具有大量程及较高的分辨力。     

Magnetic angular encoder using an offset compensation technique

Quality and resolution of integrated microsystems using Hall sensors dedicated to an angular encoder are strongly dependent on the accuracy of the relative position of Hall sensors and on the offset of electronic front end circuitry. In this paper, we describe a CMOS microsystem built on two integrated circuits. This contactless encoder microsystem gives three sine and square signals with a phase shift of 120/spl deg/ and provides an angular error of less than 4/spl deg/ without external trimming or feedback. The Hall sensor assembly with the engine consists of fixing a small permanent magnet on the rear axis of the motor. Then, the sensor is positioned in front of this magnet.     

大量程光栅位移测量累积误差的修正

提出了一种自动测量光栅栅距修正累积误差的方法。栅距测量是基于高阶累积量估计光栅传感器输出的两路莫尔条纹信号的时间延迟而得到的,该方法能够实现每个栅距的测量,通过对每个光栅栅距的误差进行修正来减少累积误差,为大量程高精度测量奠定了基础。实验采用长为500 mm的50线/mm的光栅传感器,该传感器包含栅线25 000条,实现栅距测量分辨力为3 nm,达到了纳米级测量。该方法抗干扰能力强,适合在生产现场应用。     

Wavefront sensor based on the Talbot effect with the precorrected holographic grating

A holographic wavefront sensor based on the Talbot effect is proposed. Optical wavefronts are measured by sampling the light amplitude distribution with a two-dimensional (2D) precorrected holographic grating. The factors that allow changing an angular measurement range and a spatial resolution of the sensor are discussed. A comparative analysis with the Shack-Hartmann sensor is illustrated with some experimental results.     

Autofocus laser rotary encoder

A laser incremental encoder with autofocus operation isproposed. In the encoder, an optical read head focuses three laserbeams upon a disk with a scaling grating. The scaling grating is areflection grating for which the height difference between adjacentpixels is one quarter of the wavelength of the laser. Each of thetwo laser beams is focused onto one of the two sections of thereflective grating, whereby the pitch of the grating can be detected byinterferometric reflection. The third beam acts to provideautofocus and is reflected from a smooth part between the two sectionsof the reflective grating. Therefore the encoder is less sensitiveto the gap between the optical read head and the scaling grating, andno precision adjustment is required. Also, the reading data arefree from the vibration and waviness of the grating surface. In theexperiments an encoder disk was fabricated from a wafer by lithographictechniques. The encoder with an 18-mm radius of the disk can reacha resolution of 2(16) = 65,536 pulses per revolution withoutelectronic interpolation.     

Diffractive incremental and absolute coding principle for optical rotary sensors

Rotary sensors are an essential component in numerous applications where a rotation movement has to be detected. With optical encoders, a high angular resolution can be achieved. As a disadvantage, the resolution enhancement is associated with increasing cost. To overcome this issue, a coding principle is presented that uses a diffractive solid measure on a microstructured plastic disc. Like a DVD, this encoder disc can be manufactured in a cost effective injection molding process. For this approach, a differential incremental code, as well as an absolute code, has been developed.