仪器仪表学报

作者：陈自然，张桁潇，刘小康，陈鸿友，余海游

单位：陈自然,1. 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，2. 重庆大学光电工程学院，3. 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,张桁潇,1. 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，3. 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,刘小康,1. 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，3. 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,陈鸿友,1. 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，3. 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,余海游,1. 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，3. 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,

关键词：直线位移;组合测量;时栅传感器;交变磁场

基金：国家自然科学基金 ( 52175495, 52125503 )、 重庆市自然科学基金 ( cstc2020 jcyj-msxmX0917 )、 重庆英才项目 ( cstc2022ycjhbgzxm0098)资助

针对数字化精密机械加工装备和测量仪器中的关键功能部件———位移传感器测量精度过分依赖高精度加工的难题,提出基于组合测量方式的新型位移传感新方法。利用在平面上均匀分布的激励绕组产生交变磁场,构建运动参考系,建立位移和时间基准之间的映射关系。通过控制感应绕组的形状实现磁场精确约束,从原理上抑制谐波误差。采用差分排布的感应绕组式及组合测量方式增强抗干扰性,提高位移测量精度。通过电磁仿真验证,进行测量误差分析,优化结构参数。研制了传感器样机并进行实验验证,结果表明在144mm测量范围内,测量误差为±2.25μm,分辨力为0.15μm。不同于传统高精度位移传感器严重依赖高精度光刻制造加工,此方法通过对磁场的精确约束和传感原理创新实现精密位移测量,具有结构简单,成本低等优势具有重要学术和工程应用价值。

来源：2023年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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