重庆理工大学学报2023，Vol.37Issue(23) ：122-129.DOI:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.12.014

一种分时复用的绝对式纳米时栅位移传感器设计

Design of absolute nanometer time grating displacement sensor with time division multiplexing

邓志钊 蒲红吉 于治成 王合文 樊星辰
重庆理工大学学报2023，Vol.37Issue(23) ：122-129.DOI:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.12.014
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一种分时复用的绝对式纳米时栅位移传感器设计

Design of absolute nanometer time grating displacement sensor with time division multiplexing

邓志钊 1蒲红吉 1于治成 1王合文 1樊星辰2
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作者信息

  • 1. 重庆理工大学 机械检测技术与装备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
  • 2. 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,合肥 230009
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摘要

现代高端装备制造对精密位移检测技术提出了绝对位置测量、高精度和大量程的需求,针对绝对式位移量程与编码的矛盾,提出了一种基于分时复用方法的绝对式纳米时栅位移传感器.采用单列式时栅位移传感器作为绝对式传感器的精测部分,记为传感器A.为了实现绝对位移测量,增加一个周期数比传感器A少且互为质数的对射增量式时栅位移传感器,记为传感器B.利用传感器A与传感器B输出行波的相位值,通过查找表和定位计算实现绝对位移测量.提出了一种分时复用的方法,通过分时间段为传感器A与传感器B提供激励信号,可以有效降低传感器功耗.此外,传感器A与传感器B的感应电极在内部用引线连接,共用1组感应信号处理接口,减少了1组感应信号处理器件,节约了电路空间.采用多层PCB工艺制造了传感样机,搭建了实验平台并对样机性能进行测试.最终实验结果表明:在450 mm范围内,非线性测量误差达到±3μm.

关键词

分时复用方法/绝对位移测量/纳米时栅/位移传感器

Key words

time division multiplexing method/absolute position measurement/nanometer time grating/displacement sensor

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基金项目

重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202101121)

出版年

2023
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
参考文献量11
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