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時柵角E+E位移傳感器誤差修正及其測試系統
時柵E+E位移傳感器是一種全新的E+E位移傳感器，研究時柵E+E位移傳感器是一項開創性的工作，具有深遠的意義。與光柵等傳統柵式傳感器相比，時柵E+E位移傳感器具有制造工藝簡單，結構簡單，抗干擾能力強和成本低等顯著優勢，具有很好的市場前景。場式時柵E+E位移傳感器是在以往提出的各種時柵E+E位移傳感器基礎上的進一步發展，介紹了時柵E+E位移傳感器理論基礎，系統地回顧了時柵E+E位移傳感器發展過程，在此基礎上，作者進一步闡述了新型的場式時柵E+E位移傳感器的概念與原理，論述了一種利用“旋轉磁場”作為相對運動坐標系構造場式E+E時柵傳感器的具體實施方案。

時柵角E+E位移傳感器誤差修正及其測試系統
研制了一種全自動時柵角E+E位移傳感器測試系統,用來實現對傳感器系統誤差的修正。該系統采用光柵作為基準儀器,在一個圓周內分別采集若干個時柵角位移數據和光柵角位移數據,通過串行口送計算機。同時,ARM處理器根據計算機給定的設定值控制電機轉過相應的角位移,實現了系統誤差數據的自動采集。該系統中使用了一種基于zui小二乘法誤差修正算法,計算機根據該算法,對傳感器的系統誤差進行自動修正,修正后的精度可達±1″。利用時空轉換思想,以時間基準測量空間位移量,設計了基于ARM的直線式E+E時柵傳感器A/D轉換電路。原有的E+E時柵傳感器設計中采用了電機繞組產生旋轉磁場的方案,但是電機定子繞組分布不均帶來了誤差。原有的差線柵傳感器中采用了齒柵的結構,但實驗表明它對齒的加工精度太敏感。提出了一種新的行波形成方法,實驗表明,按此方法設計的新的傳感器,可以解決上述2個問題。采用STM32F407VGT6型ARM處理器與AD7298BCPZ型12位A/D轉換芯片相結合,利用嵌入式Linux實時操作系統的移植,使得系統具有更好的可靠性與實時性。實驗表明:設計的A/D轉換電路,zui小分辨時間為2.44 ns.能夠更好的實現傳感器的高速、高分辨率采樣,實現了直線式E+E時柵傳感器的實時誤差修正與補償,為高精度直線式E+E時柵傳感器的研制提供了。由于變耦合系數型時柵對于定子齒和動子齒的依賴性比較大,所以該類型時柵除受激勵諧波影響外還要受齒諧波的較大影響,其結果為合成行波的駐波并非呈標準正弦形式變化,而將駐波直接疊加的原始方法會將這種非標準正弦的誤差帶進行波。文中介紹了一種新的后期信號處理方法,仿真與實際實驗表明,新方法不但可以解決上述問題,而且還可以抑制兩路駐波中的共模干擾。為了提高時柵E+E位移傳感器的動態性能及測量精度,提出了一種基于FPGA和二維細分技術的時柵E+E位移傳感器信號處理系統;利用二維細分技術對插補脈沖進行倍頻處理,降低了對插補脈沖頻率的要求,通過倍頻后的高頻脈沖插補時柵感應信號和參考信號之間的相位差完成了時柵角位移的測量,提高測量精度;該系統在FPGA內基于NiosII軟核完成數據的采集和處理,簡化了系統,并加入自定義指令提高了數據處理效率;實驗表明,采用該系統后,時柵E+E位移傳感器在960 MHz插補脈沖下測量誤差峰峰值為士1.3″,實現了時柵的高精度角位移測量。

時柵角E+E位移傳感器誤差修正及其測試系統
在時柵電行波形成方案基礎上,提出一種基于阻抗平衡電橋技術的電行波形成新方法,利用平衡電橋,將原有的電量敏感改變為電參數敏感,直接實現位移量與高頻激勵的調制,取得了很好的實驗結果。特別對兩種工作電源——“單片機電源”和“調頻鎖相電源”的各電路環節設計作了詳盡的說明。在zui后，針對傳感器的性能要求，作者提出了相應的實驗方案，并詳細討論了場式時柵E+E位移傳感器實驗的工作，在兩種不同的信號源的基礎上，得到了大量的實驗數據和初步結論，根據實驗中發現的問題和不足，還提出了提高精度的一些方法和途徑。