国家自然科学基金(51175534)
- 作品数：7 被引量：64H指数：5
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- 基于虚拟仪器技术的纳米时栅传感器实验研究被引量：1
- 2013年
- 为了实现制造成本低、抗干扰性强、性能稳定的大量程、纳米精度位移测量,研究了一种基于交变电场耦合的纳米时栅位移传感器。利用虚拟仪器开发平台LabVIEW软件和PXI—5422任意波形发生器硬件设备相结合,实现标准波形的频率、幅值、相位的设置等功能。实验得出:通过调节激励信号的幅值可以避免安装位置的不同对纳米时栅精度的影响,调节相位可以提高其精度。虚拟仪器技术在纳米时栅实验中的应用为激励信号性能的改进与提高提供了技术支持,在纳米时栅特性的研究中提供方便。
- 凌旭王先全冯济琴蒲红吉
- 关键词：虚拟仪器位移传感器时栅
- 基于SOPC的时栅位移传感器信号处理系统设计被引量：11
- 2012年
- 为了提高时栅位移传感器的动态性以及测量精度,设计了一种基于SOPC技术的时栅信号处理系统,将数据的采集和处理集成在一片FPGA内,采用NiosⅡ处理,并将复杂的乘除运算加入了自定义指令,提高了时栅传感器的数据处理效率,采用傅氏级数谐波修正技术来进行误差修正,大大提高了测量精度。实验表明,采用该系统后,时栅在每分钟8转情况下误差峰峰值为2.2″。
- 郑方燕王宝珠
- 关键词：信号处理SOPC时栅角位移传感器
- 超精密纳米时栅传感器试验系统设计
- 2014年
- 为了研究性能稳定、纳米级精度、大量程的位移测量传感器,提出了一种基于交变电场耦合的纳米时栅位移传感器。根据纳米时栅试验系统要求,设计一套实验基座机构安装定尺,利用虚拟仪器试验平台,设计纳米时栅试验激励信号,利用精密气浮直线导轨系统的高精度,实现纳米时栅动尺的运动控制。试验表明:纳米时栅传感器在200 mm范围内误差为±300 nm.通过超精密试验系统的设计,为纳米时栅传感器特性的研究提供了保障。
- 周启武凌旭
- 关键词：时栅
- 纳米时栅位移传感器电场分布与误差特性研究被引量：20
- 2013年
- 针对现有纳米测量技术量程小和测量环境要求苛刻等不足,提出研究一种以高频时钟脉冲作为计量基准的新型纳米位移传感器,利用差动平行电容极板构建的交变电场进行精密测量。为了优化传感参数并提高测量精度,对纳米时栅传感器在不同参数条件下的电场分布与误差特性进行了研究。首先根据其测量特征,利用ANSYS软件建立二维仿真模型,对不同参数条件下传感器的电场分布进行分析;再通过实验验证,找出不同参数与误差特性之间的关系;最后根据仿真和实验结果,对传感参数进行优化设计。实验表明:在200 mm测量范围内,传感器精度达到±300 nm。为纳米时栅优化设计和精度提高提供了可靠的理论依据和技术支持。
- 刘小康蒲红吉郑方燕冯济琴于治成
- 关键词：电容式位移传感器时栅电场分布
- 基于预测理论的光栅信号精密细分方法研究被引量：9
- 2015年
- 针对光栅传感器在高档数控机床及精密加工领域应用中的高精度细分和快速跟踪的问题,提出一种基于预测理论的光栅位移信号精密细分的新方法。运用时间信息分析和预测空间位置的时空转换思想,根据光栅刻线在空间的均匀性与时间序列的对应关系构建预测细分模型,完成了光栅信号在时间和空间上的预测细分。动态实验表明,采用该模型进行预测细分,最大细分倍数为400倍,预测误差为±3.5″,实现了对光栅信号的高精度细分。
- 刘浩冯济琴陈自然黄沛
- 关键词：光栅AR模型
- 纳米时栅传感器数字信号处理系统设计被引量：7
- 2013年
- 针对大量程纳米级精度测量难的问题,结合时栅传感器的基本原理,提出一种基于交变电场耦合的纳米时栅传感器。利用Nutt内插法对影响时栅精度的关键因素—时间量进行精密测量,降低了系统对插补脉冲频率的要求,提高了测量分辨率。采用SOPC技术设计纳米时栅信号处理系统,保证了系统高性能实时测量。实验结果表明,该系统能稳定正常工作,在行程200 mm测量范围内,纳米时栅误差峰峰值为590 nm。
- 于治成郑方燕冯济琴蒲红吉凌旭
- 关键词：时栅内插法可编程片上系统信号处理
- 纳米时栅位移传感器的理论模型与误差分析被引量：35
- 2014年
- 纳米位移测量技术及器件是实现纳米精度定位与控制的"眼睛",针对现有的纳米位移测量方法在大量程和高精度之间难以兼顾的现状,提出一种基于交变电场的驻波合成电行波的新方法,研究一种新型的纳米时栅位移传感器。对纳米时栅的工作原理进行了详细分析,构建了一个受4路位移信息调制的行波表达式,通过对表达式的理论推导,分析了2路驻波幅值不相等、单路驻波正负幅值不相等以及驻波中包含高次谐波分量等因素导致的误差规律。在此基础上开展了大量验证性实验,结果证明了理论分析的正确性。根据理论分析和实验结果,明确了纳米时栅一次、二次和四次误差的产生原因,据此对传感结构和参数进行了优化设计,最终在200 mm测量范围内精度达到±300 nm。
- 刘小康彭凯王先全朱革
- 关键词：电容传感器时栅
