基于单个时栅读数头冗余采样的自标定方法

极端、特殊应用场合中工作的嵌入式时栅,受恶劣工作环境影响,其安装状态、电气参数等容易发生非预期的变化,进而导致其测量精度下降。在这些应用场合,通常缺乏高效安装比对标准器的条件,难以频繁在线标定以保持其测量精度。针对这一问题,提出一种单个时栅读数头即可实现的自标定方法,该方法利用冗余采样序列中提取的具有固定初始位置差的多组采样序列与系统误差函数的映射关系,解算出包含安装误差在内的传感器系统误差。在工程应用现场,以某大型回转机床为对象,搭建了自标定应用平台。实验结果表明,该自标定方法能够有效补偿传感器的短周期系统误差,使其测量误差峰峰值由约450″降低到约33″,其中,自标定方法有效的误差频次残余误差不超过1%。分析并验证了该自标定方法有效的条件,为后续研究中针对特定应用场合准确选择最适合的自标定方法提供了可靠的理论依据。     

基于电阻链移相的时栅高速测量方法研究

针对时栅位移传感器因频率响应慢影响测量速率的问题,提出了一种电阻链移相结合数据处理的方法.利用电阻链对时栅输出信号进行移相处理,采用多路模拟选择器和整形输出电路对移相后的信号分时输出,运用可编程片上系统(SOPC)技术进行数据处理和误差补偿.实验结果表明:采用该方法采样频率由原来的400 Hz提高到12.8 kHz,大幅度提高了现阶段时栅位移传感器的频率响应,使传感器实现了高速实时测量.同时能够有效地降低了随机误差,对极内的误差峰-峰值由1.5"降低为0.8",测量精度提高了近1倍.     

基于单个读数头的角位移传感器自标定方法

在保证角位移传感器自标定精度的前提下,为克服多读数头安装的一致性问题,同时尽可能避免对标定系统硬件上的苛刻要求,提出一种基于单个读数头,借助测量数据微商的傅里叶级数,实现角位移传感器自标定的方法。推导了该自标定方法引入的误差,并据此提出一种对应的优化方法。将其应用于时栅角位移传感器的标定中,实验结果表明,在相同测量环境下,该自标定方法的标定精度接近借助外部参考基准的传统标定方法,达到约±0.8″;优化后的自标定方法能够有效提高标定精度与标定效率,并且在大微元长度快速标定时,其标定精度可优于传统标定方法接近5倍。