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PSD位移E+E傳感器測量誤差的修正方法
為了提高自制位置敏感探測器()激光三角PSD位移E+E傳感器的精度,提出一種簡單、可行的數(shù)據(jù)修正方法,對傳感器所采用的測量原理、敏感器件及自制工藝等進行了研究。對自制的PSD位移E+E傳感器的靜態(tài)精度進行實驗標(biāo)定,分析其位移誤差曲線。通過將位移測量誤差曲線與敏感器件自身檢出誤差曲線進行比對,結(jié)合自制傳感器的組裝工藝,分析其誤差來源。基于磁敏感角度測量處理器MLX90316開發(fā)了一種PSD位移E+E傳感器。

PSD位移E+E傳感器測量誤差的修正方法
分析了PSD位移E+E傳感器的測量原理并推導(dǎo)了拉線位移與滾輪角度的解析關(guān)系。基于Cortex ARM處理器,設(shè)計了PSD位移E+E傳感器的角度信號采集和信號輸出電路;完成了傳感器的整機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。開發(fā)了PSD位移E+E傳感器的應(yīng)用軟件,具有參數(shù)設(shè)置、傳感器標(biāo)定及符合標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議的通訊等功能。試驗表明:PSD位移E+E傳感器測量精度能達到0.02 mm,性能穩(wěn)定,可滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)ξ灰茰y量的需求。然后,通過調(diào)整激光三角測量原理中位移傳遞公式的具體參數(shù),達到優(yōu)化自制PSD位移E+E傳感器的靜態(tài)精度的目的。zui后,用反復(fù)多次地,不同測量范圍、測量步長下的位移數(shù)據(jù)曲線優(yōu)化效果,證明這種修正方法的普適性。為了提高PSD位移E+E傳感器標(biāo)定精度和實現(xiàn)自動標(biāo)定,設(shè)計一種量程為18cm的PSD位移E+E傳感器校準(zhǔn)裝置對PSD位移E+E傳感器進行在線校準(zhǔn)。通過對解調(diào)儀測量的波長量和計算得出的位移量進行zui小二乘法擬合得到傳感器的靜態(tài)標(biāo)定系數(shù),并對標(biāo)定裝置和傳感器進行不確定度評定。實驗結(jié)果表明:PSD位移E+E傳感器標(biāo)定平臺標(biāo)定得到PSD位移E+E傳感器的靈敏度為0.0145nm/mm,線性度為99.87%,重復(fù)性誤差為0.082%,校準(zhǔn)裝置的測量不確定度為0.11mm。實驗結(jié)果證明:經(jīng)過該方法修正后,自制的PSD位移E+E傳感器的測量數(shù)據(jù)的誤差降低約80%,其靜態(tài)位移精度基本達到1%。這種修正方法能夠簡單、有效地提高激光三角PSD位移E+E傳感器的測量精度。針對PSD位移E+E傳感器性能檢測要求,提出一種新型PSD位移E+E傳感器性能檢測試驗平臺的設(shè)計方案。此方案采用手動夾緊方式,通過試驗平臺上的直線運動單元帶動磁鋼與PSD位移E+E傳感器做相對運動,采集卡將傳感器信號傳遞給工控機,由工控機分析PSD位移E+E傳感器的精確度。

PSD位移E+E傳感器測量誤差的修正方法
在此基礎(chǔ)上,完成檢測試驗平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計并在Solid Works平臺中建立該檢測設(shè)備的三維CAD模型,完成此試驗平臺核心部件選型與電氣系統(tǒng)設(shè)計。仿真結(jié)果表明:該設(shè)備能完成PSD位移E+E傳感器性能檢測的所有動作要求。