基于组合式码道涡流栅位移传感器的位移检测方法技术

本发明专利技术属于绝对位移定位领域，基于组合式码道涡流栅位移传感器结构的新型位移检测算法。采用编码码道与测量码道相结合的测量方式，将编码码道位预编码分组，对不确定编码位采用进退位编码，保证了编码过程的确定性。测量码道位移校正，补偿编码码道位移，保证了输出总位移连续变化，不产生大范围跳变。输出位移经过4点滑动平均，减少安装和制造工艺带来的偏差，基本消除测量位移百分位的跳动。本算法在组合式码道涡流栅位移传感器的建模测试中达到了良好的效果，验证了算法的实用性。验证了算法的实用性。验证了算法的实用性。

【技术实现步骤摘要】
基于组合式码道涡流栅位移传感器的位移检测方法


[0001]本专利技术属于绝对位移定位领域，特别是一种基于组合式码道涡流栅位移传感器的位移检测方法。

技术介绍

[0002]涡流栅位移传感器是我国在数显防水型游标卡尺领域拥有核心知识产权的位移传感器，以电感式传感器和电涡流效应为基础原理，具有先天的防水防尘的功能。从第一款涡流栅位移传感器问世以来，涌现出各种结构，包括采用两条不同的测量波长的码道进行测量的传感器、组合式码道传感器等。
[0003]组合式码道涡流栅位移传感器是一种利用多码道的调频式绝对位移传感器，其结构简单、精度高，有广阔的应用领域。组合式码道涡流栅位移传感器包括测量码道和编码码道，测量码道的金属反射导体等间隔分布，用于精确位移测量，编码码道分布着长宽不同的金属反射导体，长度为测量波长的整数倍，采用编码索引位移的方式，用于粗测量。当前用于组合式码道涡流栅位移传感器的位移校正标定算法的小范围精确测量误差较小，精确度较高。主要存在的问题包括：通过精确位移的大小和线圈耦合关系来确定编码值，当线圈与反射导体刚好出现一半耦合的情况时，将会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式码道涡流栅位移传感器的位移检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1)选通各码道线圈：四组测量码道线圈在位移过程中与反射导体耦合面积不断改变，根据每个测量码道线圈耦合面积变化，线圈频率信号在4.55MHz
‑
5.00MHz间变化，其中完全耦合反射导体状态下，频率为5MHz，完全不耦合状态下，频率信号为4.55MHz；六组编码码道线圈在位移过程中与反射导体耦合面积不断改变，根据每个编码码道线圈耦合面积变化，线圈频率信号在7.00MHz
‑
8.00MHz间变化，其中完全耦合反射导体状态下，频率为8.00MHz，完全不耦合状态下，频率信号为7.00MHz；步骤2)测量各码道的位移：测量码道：
①
读取测量码道四组线圈的频率f1、f2、f3、f4；
②
将f1与f2作差，f3与f4作差，获得两组频率差信号f
12
、f
34
；
③
计算测量码道的相位公式如下：式中，λ1为测量码道反射导体放置周期位移长度，本发明中采用5.08mm，采用atan2()函数，输出相位
④
计算测量码道的实际输出位移x，公式如下：
⑤
对测量码道进行位移补偿，确保测量码道补偿位移在零位移处的位移为零，位移在
‑
λ1/2到λ1/2周期性变化；编码码道；
①
读取两条互补编码码道各线圈的频率，每条编码码道包括六个线圈；
②
将两条互补编码码道对应线圈的频率作差获得六组差频信号；
③
对所述的频率差信号进行归一化，获得归一化差频信号；
④
设定两个判定阈值，设为0.9和0.1，对归一化差频信号进行预编码：若某归一化频率差信号大于0.9，将对应编码位设置为0，若小于0.1，将对应位设置为1，在0.1和0.9之间的编码位设置为2，即不确定编码位；
⑤
遍历六位预编码，对不确定编码所在编码位赋予相应的分组号；分组规则为：六位编码从最高位往最低位扫描，连续并且相邻的不确定编码位分为一组，单独的不确定编码位为一组，确定的编码位(编码值不为2)的组号为0；
⑥
判断测量码道的位移是否大于2.54mm，若测量码道测量的位移小于等于2.54mm，采用退位的编码方式，否则采用进位的编码方式；
⑦
将6位线圈移动时出现的33种编码值制作成编码码道位移索引表，输出编码码道测量的粗位移；
⑧
总位移输出为编码码道位移与测量码道位移补偿的总和；
⑨
将输出的总位移值依次放入存有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铭易，陈宇轩，丁立，曾敏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：