变耦型时栅传感器及测头姿态对测量误差的影响.pdfVIP

第 24 卷第9 期 光学精密工程 Vol. 24 No.9 2016 年 9 月 Optics and Precision Engineering Sept. 2016 文章编号 1004-924X( 20 16)09-2271-12 变藕型时栅传感器及测头姿态对测量误差的影晌 鲁进l\ 陈锡侯2 ，汤其富2 ，武亮2 (1.重庆理工大学电子信息与自动化学院，重庆 400054; 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，重庆 400054) 摘要:根据时栅传感器的测量原理，提出一种采用高频时钟脉冲作为测量基准的变稿型时栅位移传感器以提高位移测量 的精度.该传感器通过改变激励线圈和感应线圈的精合状态输出感应位移变化的行波信号来实现精密位移测量。进行 了建模和仿真，研究了不同测头姿态下传感器的位移误差特性，并对其进行了i皆波分析，得到了不同测头姿态对位移测 量误差各次谐波的影响规律.根据传感器模型创作了传感器并开展了验证实验.仿真和实验结果均表明:不同测头姿 态对位移测量误差的影响主要体现在对测量误差的 1 次、2 次和4 次谐波上，且俯仰姿态引人的附加误差最大，其余测头 姿态下引人的位移测量附加误差均较小。若保证较佳的测头姿态，传感器在定尺和动测头间气隙厚度为 0. 3 mm 时的 原始误差约为士18μm. 实验分析结果与仿真结果基本一致。 关 键 词:时栅伶!!.器 d主移测量;测头姿态;安装误差:测量精度 中图分类号:TP212.12 文献标识码:A doi : 10. 3788/ 0PE.2271 Variable coupling time grating sensor and effects of sensor-head attitudes on measuring errors LU lin , CHEN Xi-hou2 , TANG Qi-fu2 , WU Liang2 (1. School of Electronic Information and Automation , Chongqing University of Technology , Chongqing 400054 , China; 2. Chongqing Key Laboratory of Time-Grating Sensing and Advanced Testing Technology , Chongqing University of Technology , Chongqing 400054 , China) 铃 Corresponding author , E-mail:jinlu@cqut.edu.cn Abstract: On the basis of the measuring principle of time grating sensors , a new variable coupling time grating displacement sensor was proposed by employing a high-frequency pulse as measurement basis to improve the precision of displacement measurement. The precision displacement measurement of the sensor was implemented by changing the coupling state of excitation and induction coils to output a traveling wave sign