导读:本文包含了时栅传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:平面时栅传感器,多读数头,耦合面积,信号处理
时栅传感器论文文献综述
王先全,文成杨,徐粮,方怡,周锡祥[1]（2019）在《平面时栅传感器多读数头构建方法与误差修正》一文中研究指出基于平面时栅传感器原理提出了多读数头平面时栅传感器。利用耦合面积原理分析传感器正方形与正弦形状定子槽形状与激励耦合的谐波特性,对比不同耦合形状对各次谐波的削弱效果,选择最优的耦合形状构建传感器模型。设计了传感器信号处理模型,对感应信号进行解算得到测量角度。设计了对误差补偿模型测量结果进行修正,提高了传感器的测量精度,通过与原始数据的比较误差补偿后,测量精度显着提高。(本文来源于《工具技术》期刊2019年10期）
陈自然,赵建,田伟,赵有祥[2]（2018）在《高精度磁场式时栅传感器激励信号对测量误差的影响分析及系统设计》一文中研究指出为提高磁场式时栅传感器测量精度,从理论上推导分析了时栅传感器激励信号源幅值和相位不一致产生的谐波成分对时栅传感器测量精度的影响,提出了一种基于DDS原理并采用完整闭环调节的高性能时栅激励信号源设计方案。以FPGA为微处理器,通过编程分频系统时钟,设置频率、相位控制字对DDS输出的信号频率、相位进行调节,使用增益控制器配合相位累加器实现相位到幅值精确转换。搭建了信号调理电路和信号反馈电路,通过实时对比反馈控制,解决了系统电路阻抗不匹配及干扰导致的激励信号相位不正交性和幅值不一致性的问题。实验结果表明:本文所设计的激励信号源输出信号幅值相对误差只有0.4%,正交性相对误差只有0.05%,并且采用该激励信号源,磁场式时栅传感器测角原始误差从±103.4″降低到了±20.3″,有效抑制由于激励信号源幅值不一致和相位不正交带来的谐波误差。经修正后对极内角位移测量误差只有±1.3″,整周角位移测量精度达到±2″,满足高精度位移测量要求。(本文来源于《传感技术学报》期刊2018年10期）
彭东林,付敏,陈锡侯,刘小康,汤其富[3]（2018）在《典型位移传感器分类研究与时栅传感器特点分析》一文中研究指出对现有广泛使用的主要位移传感器和全新原理的时栅位移传感器,按其测量基准、测量原理、数学模型和刻划媒介等方面的不同进行了科学分类,分析其间的联系与差别、优势与不足、各自适用的场合等技术特征。介绍时栅在测量原理上的先进性,经权威部门——中国测试技术研究院检定:目前圆式、直线式时栅的测量精度分别达到±0.8″、±0.5μm/m,分辨力分别达到0.1″、0.1μm。为了使时栅的测量精度向纳米级测量精度迈进,对基于电场和光场原理的纳米时栅进行了分析。另外对时栅的衍生技术-寄生式时栅及其在极端特殊环境下的应用前景进行了简单介绍。(本文来源于《机械工程学报》期刊2018年10期）
高义[4]（2018）在《时栅传感器远程监控系统信号采集与分析算法研究》一文中研究指出随着互联网的发展,越来越多的传感器及仪器、仪表已经将网络接入功能作为其默认配置,以实现设备的远程监控、在线故障诊断、数据传输和信息分布式处理。信号采集模块是设备状态监控系统中的重要组成部分,作为整个系统的最前端,负责现场中信号采集与处理。而时栅位移传感器系列产品是完全由中国自己发明的,拥有全部知识产权的新型位移传感器,所有硬件与软件部分全部由我们设计、研制而成,在集成互联网功能,促使时栅位移传感器系列产品在基于工业互联网的智能制造方面具有先天优势。基于此,本文开展时栅传感器远程监控系统信号采集与分析算法研究,主要的研究内容如下:(1)时栅位移传感器的基本原理。阐述了时栅的时空坐标转换的基本理论,结合该理论介绍了场式时栅位移传感器的物理模型和测量原理,并对时间行波信号的进行误差分析。(2)信号采集系统的硬件设计。主要介绍了系统硬件电路设计的原理,采用STM32F407和TMS320F2812双CPU设计,包括系统硬件的总体结构、电源设计、主控模块电路设计、激励信号产生电路设计、感应信号调理电路设计、数据采集与DSP信号处理电路设计、通信接口模块电路设计。最后对PCB设计的注意事项进行了说明。(3)信号采集的分析算法研究。主要阐述了快速傅里叶变换的基本原理,说明了该算法存在的频率谱泄漏问题,以及栅栏效应问题。随后计算出各窗函数的双谱线插值算法的修正公式,和各窗函数的叁谱线插值算法的修正公式,进行对比仿真实验得出计算精度较高的加窗插值算法。(4)采集系统的软件设计。主要对系统的软件功能进行说明,包括主程序设计、信号产生模块软件设计、信号采集与处理模块软件设计、通信模块软件设计,并且编程的过程采用模块化的设计,便于程序的修改和可读性。(5)系统测试与分析。包括了系统硬件电路调试、系统实验平台的搭建、软件算法实验和通信调试,通过实验对各个模块进行了验证测试,硬件和软件都达到了预期的要求。通过完成时栅传感器远程监控系统信号采集与分析算法研究,设计新型的信号采集系统,并研究相应的算法对采集的数据进行处理,达到时栅智能化和数字化的水平,能够实现其远程的故障诊断和校验的功能,提升时栅产业化的价值。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2018-03-25）
李明[5]（2018）在《时栅传感器远程监控系统研究与实现》一文中研究指出时栅传感器作为一种高精密传感器,已应用于工业生产和国防建设中,经过多年研究和技术创新,取得了重大突破。在国家政策和工业生产驱使下,机械制造业正迈向智能化、信息化和自动化方向发展。基于市场需求反馈,智能化时栅研究已经提上日程。本文的研究内容就是时栅传感器远程监控系统网络化关键技术和系统开发,为智能化时栅走向市场打下了坚实基础。在高精密测量领域,由于不同传感器的特点和参数差别较大,开发监控系统要针对传感器本身而设计,才能满足实际的工况需求。时栅传感器的核心是激励信号的产生和匀速坐标系的构建,本文通过对时栅原理的介绍和信号特性的分析,首先对底层硬件电路进行改进,以实现网络化接口设计,然后基于信号特性分析,开发一套具有对时栅健康状况预测功能的监控系统,该系统实时性好、可靠性高、标准化开发、可移植性强。基于此,本文开展时栅传感器远程监控系统研究工作,主要研究工作内容如下:(1)通过对场式时栅传感器的测量原理介绍,着重分析了时栅激励信号特点,并对激励信号的幅值不相等或相位不正交分析,推导得出有二次误差产生,最终会导致感应信号相位差产生误差,造成测量误差,影响传感器精度。(2)针对理论分析,确定特征参数的选取,对时栅信号处理系统各模块产生的激励信号幅值、相位进行采集,分析各模块电路与激励信号相关性,提出基于激励信号数据驱动的电路健康状况预测,采用BP神经网络和RBF神经网络确定诊断标准。(3)基于数据趋势预测以达到预诊断目的,在离散小波变换的基础上,采用自回归预测模型、灰色预测模型、BP神经网络模型和RBF神经网络模型四个算法对采集的时栅激励信号进行趋势预测分析。本文以功率放大模块输出的激励信号幅值为例,采样500个点,用多个模型对采样点数据进行曲线拟合,然后根据拟合函数对激励信号幅值变化趋势进行预测,通过预测值与实际值进行比较,并分析四个算法的优缺点。(4)时栅传感器监控系统软硬件设计。网络化硬件平台的设计,主要包括激励信号产生模块、信号调理模块、数据采集模块和以太网模块等设计。软件系统设计,主要包括数据库设计、服务器设计、协议包设计、预警功能设计和监控界面开发等。(5)利用实验室硬件环境,测试监控系统性能,并进行功能的验证和优化。综上所述,本文基于网络化技术,结合时栅信号特点,开发了一套时栅远程监控系统,可实现对时栅运行状态和电路健康状况进行监测,推动了智能化时栅发展进程。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2018-03-25）
董良浩[6]（2018）在《时变磁场精确约束方法及其在时栅传感器中应用研究》一文中研究指出随着全球制造行业自动化和智能化市场不断扩张,工业领域中全闭环控制将逐步替代当前的开环和半闭环控制。作为提供位置信息反馈的核心元件—位移传感器,其工作性能与整个控制系统性能密不可分。其中,电磁感应式位移传感器因其具有稳定性高、可靠性高、抗干扰能力强以及环境适应能力强等优势被广泛使用。电磁感应式位移传感器测量精度与传感器中磁场分布及传播途径有着不可分割的关系,目前多数传感器对磁场分布及传播途径并没有达到较好的约束效果,所以传感器的原始测量精度存在着本质上的问题。电磁感应式时栅传感器同样具有该问题,因此对时栅传感器中时变磁场的约束方法进行研究是其发展过程中不可缺少的一步。而且,工业领域对于小型化及微型化传感器的需求不断增加,时栅位移传感器的体积也需要改进而满足市场的这种需求。鉴于此现状,本文提出一种时变磁场精确约束方法,将该方法与时栅测量理论相结合,开展了两种新型时变磁场式时栅位移传感器的研究。本文主要研究内容和成果如下:(1)根据电磁学理论研究时变磁场产生原理和平面磁场约束方法,提出了一种时变磁场精确约束方法。通过该方法的应用,使感应线圈的输出信号与被测位移之间达到时栅位移传感器期望的正弦性关系,从而为新型时变磁场式时栅位移传感器的研究奠定基础。(2)通过将时变磁场精确约束方法与时栅位移传感器的工作原理相结合,提出了新型时变磁场式角位移和直线位移传感器结构。根据磁路定理对两种传感器的工作原理进行了理论分析,从理论证明了两种新型传感器结构具有一定的可行性。(3)开展了新型传感器的模型建立和仿真工作。利用仿真软件Ansoft Maxwell 16分别建立了两种传感器的仿真模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明传感器输出感应信号与被测位移之间的关系符合传感器的工作原理,从而在仿真层面验证两种位移传感器结构具有一定的可行性。(4)开展了传感器实验中电气系统、采集系统和实验平台的搭建工作。电气系统包括硬件电路系统和软件系统,不仅为传感器样机提供激励信号,并将传感器的输出信号解析为角位移或直线位移信息。实验平台包括角位移和直线位移传感器实验平台,为新型传感器的安装与测试提供了实验条件。(5)根据传感器平面线圈的加工要求,基于PCB(Printed Circuit Board)技术开展了传感器样机的研制工作。进行了传感器样机的组合实验,对传感器的性能进行了测试实验。测试结果表明,两种新型位移传感器的结构不仅具有一定的可行性,而且所研究的时变磁场约束方法帮助电磁感应式时栅位移传感器提高了原始测量精度。角位移传感器样机在0°-360°范围内的原始测量精度在±16.3?以内,直线位移传感器样机在0mm-200mm范围内的原始测量精度在±7.5μm以内。同时,传感器的体积也大幅减小,传感器样机最小厚度可以达到0.8mm。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2018-03-25）
但敏[7]（2017）在《基于MEMS的小型化圆时栅传感器研究》一文中研究指出随着微电子产业的大力发展,传感器逐渐朝着小型化、高精度方向发展,正是基于此,本文着重研究一种新型的小型化电场式圆时栅传感器。电场式圆时栅传感器利用正交变化的电场构建运动参考系,直接用电场耦合的方式感应电信号,与传统的时栅相比,减少了感应信号产生的中间环节,抗干扰能力更强;采用MEMS微纳加工工艺进行极片加工,保证了传感器的加工精度。电场式圆时栅是一种新型的电容式位移传感器,结构简单,功耗低,信号的采集和处理过程简单,利于传感器的小型化和高度集成化。在传感器小型化的同时,也要提高传感器的测量精度,因此,要采用理论分析、模型仿真和实验验证叁者相结合的方式,逐步形成一套具有指导意义的电场式圆时栅传感器理论。本文主要围绕电场式圆时栅位移传感器的结构进行优化。主要的工作如下:1.阐述了时空坐标转换理论、机械式时栅原理和磁场式时栅原理,深入研究了电场式圆时栅传感器双列式结构和单列式结构,并对它们各自的工作原理进行了详细阐述。2.以COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件为基础,首先对传感器双列式结构进行了仿真,明确了双列式结构内外两圈存在差异的原因,结合理论分析了这种差异会带来二次误差;为了消除这种差异,将传感器的结构优化成单列式结构,并对单列式结构进行仿真分析,确定了小型化传感器的结构尺寸和对极数,采用MEMS微纳加工工艺对优化后的传感器进行加工制造。3.根据实验要求,搭建实验平台,采用理论分析和仿真结果相结合的方式进行了大量的实验验证,首先对传感器由双列结构变单列结构的优化进行了实验验证,然后根据单列结构中实验误差数据结合理论分析,找到误差来源,并进行了结构优化,分析了两路驻波幅值不等、安装倾斜、极片制造误差等问题会带来二次误差;激励信号幅值不等、两路驻波相位非严格正交会产生一次或二次误差;传感器叁次和五次谐波会带来四次误差。通过大量的实验验证和误差分析,不断的对传感器的结构进行优化,实验结果表明,直径为57mm的圆时栅传感器最终的实验精度为±10″,分辨力为0.2″。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2017-03-25）
蒋洪庆[8]（2017）在《寄生式时栅传感器测头安装状态测量方法研究》一文中研究指出时栅是近几年发展起来的一类新型位移传感器,通过建立双坐标系巧妙的运用时间测量空间。其中,寄生式时栅角位移传感器是时栅团队针对末端难以安装传感器而研发的新产品,采用旁置安装的方式实现对末端件(本课题以齿轮为研究对象)的旋转角度进行测量。寄生式时栅具有精度高、成本低、体积小、质量轻、抗强干扰等优点,在极端和特殊环境的应用具有极大潜力。寄生式时栅角位移传感器采用旁置的方式安装传感测头,在带来方便的同时也带来了安装问题。其原理上是利用被测齿轮的齿槽等分性,齿轮旋转时实现磁导调制来完成角位移到电行波的转换,进一步由后续信号处理系统解算出角位移值。因此,当传感测头的安装状态发生变化时,会不同程度的改变磁导调制的规律,影响传感器的性能给角位移测量带来误差。本文作者从理论推导、仿真分析和实验验证叁个方面对寄生式时栅传感测头安装状态测量方法进行研究,取得了如下几个方面的成果:(1)深入研究寄生式时栅的原理和结构,分析寄生式时栅传感测头安装状态变化对传感器性能的影响;(2)从理论上分析寄生式时栅传感测头安装状态变化到传感单元感应信号的耦合过程,并推导出理论表达式;(3)借助MATLAB进行数值仿真,观察传感测头安装状态变化时传感单元感应信号变化的规律,并找出测量传感测头安装状态变化各个分量的方法;(4)利用有限元电磁仿真软件,对理论分析进行验证,确定了参考点的选择,并对设计的安装状态测量方法进行验证和优化;(5)搭建实验平台进行实验研究,分别对传感测头安装状态对传感器性能影响分析、参考点选择和传感测头安装状态测量的方法进行实验验证,并对验证结果进行分析讨论。研究结果表明,通过在传感测头的各个传感单元中嵌入独立的感应线圈,可以实现对寄生式时栅传感测头多自由度安装状态变化的分离测量。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2017-03-20）
杨洪涛,章刘沙,周姣,费业泰,彭东林[9]（2016）在《寄生式时栅传感器动态测量误差的贝叶斯建模》一文中研究指出为了提高寄生式时栅传感器的测量精度,分析了它的工作原理和动态误差组成,得到其主要误差分量为常值误差、周期误差和随机误差等。针对寄生式时栅误差特点,建立了寄生式时栅动态误差高精度预测模型,并与其他建模方法进行了比较。选用插入标准值的贝叶斯预测模型,以实际测量的传感器第一个对极动态误差数据进行建模,在后续对极特定位置插入部分实际误差测量数据,建立误差预测模型,预测了传感器后83个对极的动态误差。另选用叁次样条插值和BP神经网络建模方法对寄生式时栅整圈动态误差建模,并与建立的误差模型进行了对比。验证实验表明,叁次样条插值建模时间最短(0.62s),但其建模精度不高(16.050 0″);贝叶斯动态模型建模时间(0.86s)略长于叁次样条插值,但建模精度最高(0.415 3″);BP神经网络建模时间最长(32min),但建模精度最低(19.680 2″)。同时贝叶斯插入标准值建模方法所需数据点(69395个)远少于叁次样条和BP神经网络建模数据点(235526个),节省了大量的标定时间和建模数据量,因此可用于寄生式时栅传感器的动态测量误差高精度建模修正。(本文来源于《光学精密工程》期刊2016年10期）
魏家琦,田跃,张超,张波[10]（2016）在《TMR效应在时栅传感器中的应用》一文中研究指出现有时栅主要还是利用变耦合系数变压器的原理,采用缠绕感应线圈于测头上的方法来提取测头与齿之间磁耦合系数变化的信号。但实验表明:这种方法所提取到的电信号相对较弱而且检测距离极小。为了解决上述问题,又提出一种基于隧道磁阻(TMR)磁性隧道结的信号提取方法,TMR是一种对于微弱磁场变化有着极高灵敏度的磁阻效应,在实验中通过这种方法取得了良好的效果,提高了检测距离以及信号幅值。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2016年10期）
时栅传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为提高磁场式时栅传感器测量精度,从理论上推导分析了时栅传感器激励信号源幅值和相位不一致产生的谐波成分对时栅传感器测量精度的影响,提出了一种基于DDS原理并采用完整闭环调节的高性能时栅激励信号源设计方案。以FPGA为微处理器,通过编程分频系统时钟,设置频率、相位控制字对DDS输出的信号频率、相位进行调节,使用增益控制器配合相位累加器实现相位到幅值精确转换。搭建了信号调理电路和信号反馈电路,通过实时对比反馈控制,解决了系统电路阻抗不匹配及干扰导致的激励信号相位不正交性和幅值不一致性的问题。实验结果表明:本文所设计的激励信号源输出信号幅值相对误差只有0.4%,正交性相对误差只有0.05%,并且采用该激励信号源,磁场式时栅传感器测角原始误差从±103.4″降低到了±20.3″,有效抑制由于激励信号源幅值不一致和相位不正交带来的谐波误差。经修正后对极内角位移测量误差只有±1.3″,整周角位移测量精度达到±2″,满足高精度位移测量要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
时栅传感器论文参考文献
[1].王先全,文成杨,徐粮,方怡,周锡祥.平面时栅传感器多读数头构建方法与误差修正[J].工具技术.2019
[2].陈自然,赵建,田伟,赵有祥.高精度磁场式时栅传感器激励信号对测量误差的影响分析及系统设计[J].传感技术学报.2018
[3].彭东林,付敏,陈锡侯,刘小康,汤其富.典型位移传感器分类研究与时栅传感器特点分析[J].机械工程学报.2018
[4].高义.时栅传感器远程监控系统信号采集与分析算法研究[D].重庆理工大学.2018
[5].李明.时栅传感器远程监控系统研究与实现[D].重庆理工大学.2018
[6].董良浩.时变磁场精确约束方法及其在时栅传感器中应用研究[D].重庆理工大学.2018
[7].但敏.基于MEMS的小型化圆时栅传感器研究[D].重庆理工大学.2017
[8].蒋洪庆.寄生式时栅传感器测头安装状态测量方法研究[D].重庆理工大学.2017
[9].杨洪涛,章刘沙,周姣,费业泰,彭东林.寄生式时栅传感器动态测量误差的贝叶斯建模[J].光学精密工程.2016
[10].魏家琦,田跃,张超,张波.TMR效应在时栅传感器中的应用[J].传感器与微系统.2016