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柵式E+E位移傳感器誤差特征參數(shù)辨識(shí)及誤差校正
感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器等柵式電磁感應(yīng)E+E位移傳感器,因具有檢測(cè)精度高、抗干擾性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于高精度的數(shù)控機(jī)床和軍事等領(lǐng)域。對(duì)目前此類(lèi)柵式E+E位移傳感器而言,提高精度的一個(gè)重要途徑是提高柵線的刻線密度和精度,但已愈發(fā)艱難。誤差分離與校正成為提高此類(lèi)傳感器測(cè)量品質(zhì)的另一重要手段之一。

柵式E+E位移傳感器誤差特征參數(shù)辨識(shí)及誤差校正
很多誤差分離與校正方法只是純粹從數(shù)學(xué)角度去機(jī)械地對(duì)誤差進(jìn)行一種被動(dòng)跟蹤校正,沒(méi)有很好地將傳感器本身機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣特性結(jié)合起來(lái),不能從根本上實(shí)現(xiàn)誤差溯源。另一方面,傳感器系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)程中必須依賴(lài)通過(guò)使用更高精度的標(biāo)準(zhǔn)儀器校正而獲得的離線誤差校正數(shù)據(jù)修在線運(yùn)行過(guò)程中的測(cè)量誤差的方法存在很大局限性。以多對(duì)極電磁感應(yīng)柵式角E+E位移傳感器為研究對(duì)象,在一項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):51275551)資助下,針對(duì)上述問(wèn)題開(kāi)展了以下研究工作:簡(jiǎn)要闡述柵式E+E位移傳感器系統(tǒng)的基本構(gòu)造與測(cè)量原理,并結(jié)合傳感器本身機(jī)械和電氣特性分析了傳感器系統(tǒng)存在的正交誤差,幅值誤差、相移誤差、函數(shù)誤差、隨機(jī)噪聲誤差等主要誤差因素形成來(lái)源及其影響規(guī)律,探究校正這些誤差的途徑。對(duì)部分誤差因素建模并仿真分析揭示其對(duì)系統(tǒng)測(cè)量精度的影響規(guī)律。從誤差隨信號(hào)處理流傳遞的角度建立表征誤差特征的數(shù)學(xué)模型,提出一種在一片DSP處理器內(nèi)集成位移解算,誤差分離與校正的信號(hào)處理方案,對(duì)部分誤差實(shí)現(xiàn)預(yù)校正。對(duì)此進(jìn)行了理論推導(dǎo),在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)誤差預(yù)校正方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。聯(lián)合(2)中的誤差預(yù)校正方法,在不使用任何基準(zhǔn)儀的條件下提出一種新的同軸聯(lián)接多傳感器實(shí)現(xiàn)誤差自校正的測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu),建立其誤差特征參數(shù)辨識(shí)的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用系統(tǒng)辨識(shí)理論,依據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的采樣序列將誤差模型參數(shù)作為時(shí)變參數(shù)進(jìn)行遞推辨識(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器誤差特征參數(shù)的實(shí)時(shí)辨識(shí),從而實(shí)現(xiàn)誤差實(shí)時(shí)分離與自校正。對(duì)傳感器進(jìn)行了電磁場(chǎng)仿真分析,進(jìn)而搭建誤差自校正實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并在上位機(jī)上編制了數(shù)據(jù)采集與自校正算法實(shí)現(xiàn)算法軟件。

柵式E+E位移傳感器誤差特征參數(shù)辨識(shí)及誤差校正
對(duì)模型與誤差自校正算法在不同參數(shù)設(shè)置下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),改進(jìn)模型并獲取*算法參數(shù)。對(duì)在實(shí)驗(yàn)中遇到的個(gè)別問(wèn)題進(jìn)行探討。本課題建立研究的誤差在線校正模型與誤差自校正算法,在實(shí)驗(yàn)中得到成功應(yīng)用,使測(cè)量系統(tǒng)不使用基準(zhǔn)儀器的情況下實(shí)現(xiàn)誤差自校正,提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量精度與系統(tǒng)測(cè)量穩(wěn)定性。