仪器仪表学报

作者：彭 凯，许小虎，王合文，蒲红吉，于治成

单位：彭 凯,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. 通用技术集团国测时栅科技有限公司，3. 重庆市科学技术研究院,,许小虎,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,,王合文,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. 通用技术集团国测时栅科技有限公司,,蒲红吉,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. 通用技术集团国测时栅科技有限公司,,于治成,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. 通用技术集团国测时栅科技有限公司,

关键词：时栅角位移传感器;自适应卡尔曼滤波;动态误差;谐波抑制

基金：国家自然科学基金青年项目 ( 62103069)、重庆英才计划 ( cstc2022ycjh-bgzxm0146)、重庆市教委科学技术研究项目 ( KJZDK202101104)、重庆理工大学研究生教育高质量发展行动计划(gzlcx20222053)项目资助

动态测量下的谐波误差成分是制约高精度、高分辨率的时栅角位移传感器在动态测量领域运用的主要原因之一。针对动态测量下时栅角位移传感器中的谐波抑制难题,首先简述了时栅角位移传感器的系统模型,其次建立了时栅角位移传感器的动态误差数学模型,之后解释了传感器的动态误差产生机理,阐述了自适应卡尔曼滤波的基本原理,最后构建了基于自适应卡尔曼滤波的时栅角位移传感器的动态误差抑制模型。通过仿真分析证明了时栅角位移传感器在匀速和变速运行情况下,经自适应卡尔曼滤波后,动态误差均降低了约70%,且随着传感器转速的提高,对谐波误差的抑制效果越明显。在实验运用中,该滤波算法对时栅角位移传感器的测量值有很好的实时预测性,传感器能够更快速且稳定运行,在100r/min的转速下测量误差降低约80%。结果证实了自适应卡尔曼滤波在时栅角位移传感器的动态谐波误差抑制中有着显著的作用,能极大地提高传感器的动态测量精度。

来源：2023年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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