仪器仪表学报

作者：武 亮，阿岩琛，吴玉龙，苏 瑞，鲁 进

单位：武 亮,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. 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,阿岩琛,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. 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,吴玉龙,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. 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,苏 瑞,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. 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,,鲁 进,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. 重庆理工大学时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,

关键词：时栅;平面二维位移测量;正交双行波磁场

基金：国家自然科学基金面上项目(51875069)、重庆市自然科学基金面上项目( cstc2021jcyj-msxmX0375)、重庆市研究生科研创新项目(CYS22658)、重庆理工大学研究生创新项目(gzlcx20222052)资助

针对半导体行业、航空航天等领域对于精密二维位移测量的迫切需求,提出了一种基于正交双行波磁场的平面二维时栅位移传感器。传感器由定尺和动尺组成,定尺由导磁基体和沿x、y方向排列的两励磁线圈组成,动尺由导磁基体和沿x、y方向排列的两层感应线圈组成。当励磁线圈通入正余弦励磁信号时,在定尺上方产生分别沿x和y方向运动的正交双行波磁场。通过对感应线圈输出的感应电信号进行解算得到x和y方向的位移值。首先介绍了传感器的结构和工作原理,对传感器模型进行了电磁场仿真;然后对仿真误差进行溯源分析,并优化传感器结构;最后采用印刷电路板技术制作了传感器样机,并设计相应的电气系统进行实验验证。实验结果表明该传感器在160mm×160mm测量范围内能够实现平面二维位移测量,x方向节距内位移误差峰峰值为32.8μm,y方向节距内位移误差峰峰值为34.5μm。

来源：2022年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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