电容式数字微位移传感器的研究

设计了一种基于AD7745芯片的数字式的电容微位移传感器,采用屏蔽电缆和电容保护环技术,有效降低杂散电容的影响。采用数据滤波技术对采样数据进行处理,提高了测量的准确性和重复性。实验结果表明:该电容微位移传感器的分辨力为0.01μm,全量程线性度0.05%,性能较传统电容位移传感器有较大提高。     

电容式位移传感器的信号处理电路设计

微电容式传感器技术作为微机电系统研究和制造领域一个重要的分支,近年来在微型化、多功能化、智能化得到迅猛发展。目前该领域的研究虽然有了较大发展,但距实际应用仍存在有待进一步研究和解决的问题。本文在对目前较为常用的几种测量电路结构进行分析的基础上,选取交流激励电容一电压转换电路作为微电容检测方式。通过仿真调试和实验,对交流激励电容测量电路的关键元件参数进行了优化。     

基于电容微位移传感器的大载荷微动台的研制

在超精密光学工程等领域,为了满足大质量部件的超精密进给定位应用需求,设计并研制了一种大载荷的纳米定位平台。该纳米微动承载台采用双闭式气浮导轨,由压电陶瓷致动器结合柔性铰链提供驱动,通过电容微位移传感器实时监测终端承载台位移并实现闭环反馈控制,有效地克服了压电陶瓷致动器的非线性影响因素,并消除了系统由于形变或应力释放等因素产生的不确定性干扰。在传统纯柔性铰链传动机构上增设了双导轨气浮承载台,显著增强了系统的载荷能力,气浮均化效应也提高了系统进给运行的直线性,双压电推拉式驱动方式提高了系统结构刚度,电容微位移传感器取代双频激光干涉仪或电阻式位移传感器的应用,降低了系统运行尤其是测量系统对环境条件苛刻的要求,也保证了平台进给的定位精度和长期稳定性。在载荷为100 kg情况下,定位精度达±2 nm,行程大于10μm。实验结果表明,大载荷纳米微动台能够满足大质量部件的纳米级超精密定位需求。     

小位移电容传感器原理分析

本文提供电容传感器的线性测量小位移的一种方法,并地其特点在理论上给予证明。     

高线性数字式电容微位移传感器

设计了一种基于AD7745芯片的数字式的电容微位移传感器，采用屏蔽电缆和电容保护环技术，有效降低杂散电容的影响．采用数据滤波技术对采样数据进行处理，提高了测量的准确性和重复性．实验结果表明：该电容微位移传感器的分辨力为0．01μm，全量程线性度0．05％，性能较传统电容位移传感器有较大提高．     

高精度调相式容栅位移传感器

分析了调相式容栅位移传感器的工作原理，针对其原理非线性误差，提出了一种高精度的调相式容栅位移传感器，并对其进行了理论分析。     

超高频电容式型砂水分传感器的研制

介绍了自行研制的超高频电容式水分传感器的设计和工作原理.通过试验,研究了传感器的测量误差.结果表明,新研制的传感器可较好地适用于型砂水分的在线测量.     

电容式传感器的设计方法探讨

研究者从间距变化型电容传感器的工作原理出发,从检测原理、参数分析和主要误差来源等方面对差分式电容传感器系统的设计方案进行了研究。分析结果表明差动式电容传感器的灵敏度比一般电容传感器提高了一倍,同时差动式电容传感器的非线性误差得到了明显的改善。电容传感器的主要误差来源于电路噪声和电容传感器的非线性。     

非晶态合金位移传感器的研制

本文介绍了一种有直流输出的新型位移传感器。该传感器用非品态合金丝制成敏感器件，以多谐振荡电桥作为测量电路．探测一永久磁铁的位移量。该传感器除可测位移量外，尚可应用于振动、厚度、磁场强度等测量领域。     

一种新的直线度误差测量装置

利用改进的洛埃镜干涉装置，设计了由直线度误差使洛埃镜偏转，通过改变等效双狭缝间距，进而改变干涉条纹间距的新的直线度误差测量方法．由导出的直线度误差与干涉条纹间距之间的关系，并用最小包容区域法对直线度误差进行评定．测量结果表明，新的直线度误差测量方法是可行的．此方法特别适用于短距离连续空间直线度误差的测量，并且测量系统具有结构简单、操作方便、精度高、应用范围广等优点．     

两维直线度误差的算法

提出一种计算两维直线度误差的快速算法,此算法符合“最小条件”,经过编程运算,速度快、效率高．     

计算机处理误差测量数据的设计原理

以直线度测量所得的数据为例，介绍使用计算机的“C语言”用三种不同的方法对直线度误差进行评定的设计原理。     

双光束自适应旋光准直系统

介绍了一种双光束自适应准直测量系统。传感元件为两套楔角相同的左旋和右旋石英光楔。由于两束光足够靠近，用其中一束光专门监测各种漂移因素以便补偿另一束光的测量结果，从而达到对环境干扰自适应补偿的作用。文中给出了理论分析和实验结果。     

轴线直线度误差的理论研究

根据轴线直线度误差的定义,建立了在直角坐标采样时该项误差的最小二乘评定法数学模型,该模型的采样数据不需要等角度间隔采样;并用计算机进行仿真分析·结果表明,所建立的数学模型编程简单,计算出的轴线直线度误差值与真实情况的误差小于10-6μm·因此由本模型引入的误差可忽略不计·所建立的数学模型为研制形位误差虚拟测量系统提供了理论基础·     

纳米三坐标测量机的导轨直线度误差分离实验

基于误差分离技术,以德国SIOS公司的微型纳米级精度的三光束激光干涉仪SP2000为高精度的标准量,对正在研制的新型纳米三坐标测量机进行导轨直线度误差分离方案的研究.设计出具体的误差分离实验装置,并给出详细的实验操作过程.通过三次样条插值拟合,对实验测得的误差值进行修正.实验结果证明了所采用的误差分离方法明显提高了纳米三坐标测量机的精度.     

按最小圆柱包络法评定空间直线度误差

建立了按最小圆柱包络法评定空间直线度误差的非线性数学模型，通过误差分析，证明了该数学模型不宜进行线性化处理．提出了空间直线度误差的最小条件判别准则及用计算机评定空间直线度的方法；给出评定空间直线度误差的实例     

给定平面内直线度误差评定及其可视化研究

为实现给定平面内直线度误差评定的可视化,运用最优化理论和几何学原理,对其最小区域算法进行了改进;基于可视化技术,对其两端点连线算法、最小二乘算法和改进的最小区域算法进行了可视化设计;并采用UG/GRIP语言对这3种算法进行了编程;最后,用可视化数字实验验证了改进算法的正确性,实现了计算机辅助平面直线度误差评定的可视化．     

轴线直线度误差数学模型的仿真分析

在介绍符合定义的求解轴线直线度误差数学模型的基础上，着重对此方法进行了仿真分析，研究了安装误差，测量系统中测头的直行运动误差及其对仪器回转轴线的平行度误差等对轴线直线度误差测量结果的影响。文中建立的数学模模型和仿真研究得出的结论为研制轴线直线度误差测量仪和在线测量系统打下理论基础。     

轴线直线度和同轴度误差的理论研究

建立了符合定义的轴线直线度和同轴度误差的最小二乘和最小条件评定法数学模型并简要地介绍了获得采样数据的方法，从而为救是准确的轴线直线度和同轴度误差值提供了理论依据。按照中文建立的数学模型所开发的数据处理软件已成功地应用在ＸＷＹ－１型形位误差测量仪上。