一种构建同源数字参考信号的电场式时栅信号处理方法

An electric field time-grating signal processing method for constructing homologous digital reference signals

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中文摘要：提出了一种电场式时栅信号相位变化测量的新方法.利用时栅感应信号频率固定不变、相移2π后回到相位初始点的特性,将基于高频脉冲的计数器作为时间测量尺,且时间测量尺满量程测量时间等于感应信号周期变化时间,通过多重相位时钟采样对时间刻度进行了细分.感应信号相位周期移动时,其对应时间测量尺上的读数呈现周期性变化.该方法基于时栅感应信号的固有特点,避免了因构建实体参考信号导致的时间基准不一致、信号偏斜、边沿抖动等造成的测量误差,以及对多重相位时钟采样性能的限制,进一步提升了测量稳定性和分辨率.通过设计基于FPGA芯片的时栅信号处理系统,并在120 对极的电场式圆时栅传感器上对该优化方法进行了可行性测试,传感器稳定性达到0.405″,较之前提升近3 倍,理论分辨率和实际分辨率分别为0.135″和0.54″,较之前提升约2 倍.

外文关键词：

electric field time-gratingsignal processingtime measurementmulti-phase clock sampling method

作者：

康成蓥、郭艳梅、于治成、蒲红吉、樊星辰

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作者单位：

重庆理工大学机械检测与装备技术教育部工程研究中心,重庆 400054

时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室,重庆 400054

合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,合肥 230009

关键词：

电场式时栅信号处理时间测量多相时钟采样

基金：

重庆市教委"成渝地区双城经济圈建设"科技创新项目重庆市教委科学技术研究计划

项目编号：

KJCX2020043KJQN202001133

出版年：

2023

DOI：

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.07.018

重庆理工大学学报

重庆理工大学

重庆理工大学学报

CSTPCD北大核心

影响因子：0.567

ISSN：1674-8425

年,卷(期)：2023.37(13)

参考文献量10