互补式双层时栅角位移传感器研究

作者：杨继森; 付航^*; 秦梓洋; 周润

来源：中国机械工程, 2023, 34(04): 431-439.

• 角位移传感器
• 时栅
• 双层
• 感应强度
• 误差

针对当前研制的双层时栅角位移传感器感应信号幅值小、时变磁场的均匀有效面积利用率低等问题，在原有“八”字形半正弦结构的基础上提出了一种双层互补式时栅角位移传感器设计方案。根据双层时栅位移传感器的特点，建立了其空间磁场分布模型，验证了双层时栅角位移传感器的互补式结构在构成行波上的优势；根据激励线圈的磁场分布规律进行建模，得到该参数状态下双层平面激励线圈的间距为0.235 mm。最后进行了有限元仿真分析和实验验证。仿真分析表明：采用互补式结构能有效增大感应信号强度，传感器的短周期误差峰峰值显著降低，能够有效抑制角度误差中的1次谐波和4次谐波。实验数据表明：传感器短周期原始误差为(-13.61″,13.30″),修正后误差为(-3.01″,0.78″);传感器长周期原始误差为(-19.60″,21.96″),修正后误差为(-2.62″,3.30″);相比单层“U”字形结构，1次误差减小了66.3%,4次误差减小了25.3%。

• 单位
  重庆理工大学