一种基于多场耦合的绝对式时栅角位移传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于多场耦合的绝对式时栅角位移传感器，属于精密角位移测量技术领域。基于多场耦合的绝对式时栅角位移传感器包括定子和转子两部分，定子分为电场耦合路激励电极片和磁场耦合路激励线圈以及各自定子基体，转子分为电场耦合路感应极片和磁场耦合路感应线圈及各自转子基体；两路感应信号进入FPGA内部比相处理，得到转子的绝对角度位移量。本发明专利技术可结合磁场耦合抗污染能力强以及电场耦合精度高的优点实现高精度绝对角位移测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多场耦合的绝对式时栅角位移传感器


[0001]本专利技术属于精密角位移测量
，具体涉及一种基于多场耦合的绝对式时栅角位移传感器。

技术介绍

[0002]随着智能制造及工业水平的提高，测量系统对角位移传感器的要求也越来越高，不仅需要传感器具有高的测量精度和可靠性，而且要求其上电后能快速进入工作状态以提高系统的响应速度和工作效率。角位移传感器又分为增量式和绝对式两种，其中绝对式角位移传感器具有开机无需复位、立刻获得绝对角度信息和无累计误差等优势，因而逐渐成为角位移传感器的发展趋势。常见的绝对式角位移传感器包括绝对式光栅传感器、绝对式磁栅传感器、绝对式容栅传感器、绝对式时栅传感器等。
[0003]时栅传感器作为我国自主原创技术，因其具有测量精度高、抗干扰能力强、稳定性好、成本低廉等优点，在精密位移测量领域获得了越来越广泛的应用。时栅角位移传感器以高频时钟脉冲作为测量基准，无需采用精密刻线，不依靠高精度电子细分技术和复杂严苛的刻线工艺。现有的时栅绝对式角位移传感器主要采用精机定位+精机测量的组合方式实现高精度绝对角位移测量，但传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多场耦合的绝对式时栅角位移传感器，包括定子(1)、转子(2)、感应信号预处理模块(3)和FPGA处理系统(4)，所述定子(1)与所述转子(2)同轴正对平行安装，且留有间隙，所述定子(1)包括磁场路定子基体(11)、设置在磁场路定子基体(11)上表面的磁场路激励线圈(12)、电场路定子基体(13)以及设置在电场路定子基体(13)上表面的电场路激励电极片(14)，所述磁场路激励线圈(12)包括正弦激励线圈(121)和余弦激励线圈(122)，所述转子(2)包括磁场路转子基体(21)、设置在磁场路转子基体下表面的磁场路感应线圈(22)、电场路转子基体(23)以及设置在电场路转子基体(23)下表面的感应电极片(24)；其特征在于：所述磁场路定子基体(11)与所述电场路定子基体(13)同轴心内外排布且两基体上表面同平面，所述磁场路定子基体(11)上表面间隔设置“几”字形首尾相连环状的所述磁场路激励线圈(12)，其中，单个“几”字结构为一个对极且圆周排布N个对极，所述电场路定子基体(13)上表面间隔相同设置圆周均匀排布(N+1)个对极的矩形所述电场路激励电极片(14)，所述电场路激励电极片(14)的总数为4*(N+1)；所述磁场路转子基体(21)与所述电场路转子基体(23)同轴心内外排布且两基体下表面同平面，所述磁场路转子基体(21)下表面间隔设置正弦形首尾连接的所述磁场路感应线圈(22)，所述磁场路感应线圈(22)的周期同所述磁场路激励线圈(12)的线圈周期相同，且均为一个磁场路极距W1，所述电场路转子基体(23)下表面间隔相同设置上下对称半正弦形结构的电场路感应电极片(24)，所述电场路感应电极片(24)整周差动排布且宽度为两个所述电场路激励电极片(14)及极片间隙宽度之和，即半个电场路极距W2/2；工作时，对所述正弦激励线圈(121)和所述余弦激励线圈(122)分别施加两路同频等幅的正弦、余弦电流激励信号、以及对电场路激励电极片(14)施加同频等幅的电压激励信号，当所述转子(2)与所述定子(1)相对转动，所述磁场路感应线圈(22)和所述电场路感应电极片(24)分别产生感应信号U
B
、U
E
，然后经过感应信号预处理模块(3)的放大电路、滤波电路、过零比较电路处理得到行波信号U
B
、U
E
，输入FPGA处理系统(4)，将U
B
、U
E
行波信号分别与同频率参考信号U
f
进行比相，相位差由插补的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈自然，刘小康，陈锡侯，渠达，陈鸿友，何智颖，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：