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基于线阵电荷耦合元件静态光场式时栅位移传感器研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2015.2.25
  • 页码:8-14
  • 分类:TH212[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044, [2]重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程中心,重庆400054, [3]湖南人文科技学院信息科学与工程系,娄底417000
  • 相关基金:国家自然科学基金(51127001)、国家高技术研究发展计划(863计划,2012AA041202)、重庆市"两江学者"计划、重庆市教委科学技术研究(KJl30801)和湖南省科技计划(2013GK3109)资助项目.
  • 相关项目:极端和特殊条件下机械传动误差检测的寄生式时栅新技术与方法
作者: 彭东林|
中文摘要:

延续前期关于磁场式和电场式时栅位移传感器的研究基础,根据时栅传感器的设计思想,提出并分析光场式时栅传感器的测量原理及实现方案。探索性地提出在静态光场下,用时序驱动的光电探测器构成匀速扫描测量方式,实现将被测对象的空间位移测量转换为时间差的测量。为了验证方案的可行性,用多个线阵电荷耦合元件(Charge-coupled device,CCD)构成圆阵列,实现CCD时栅原理样机设计。将相邻CCD输出信号的时间差变化量与匀速扫描的速度值相乘,经过适当的转换便可得到转轴的角位移大小,并可以判断位移的方向。所研制的原理样机,通过与精度为?1?的圆光栅(ROD880)对比测量,在整周范围内,测量误差控制在?6?以内。为光场式时栅的进一步研究,提供了可靠的理论和实践依据。

英文摘要:

According to the design ideology of time-grating sensor, continuing with the research foundation of the magnetic field type and electronic field type in the past, a time-grating sensor of light field type is put forward and analyzed. In addition, the principle and implementation plans are proposed. On the basis of measurement principle of time-grating, exploratory presented a method of uniform scanning by using photoelectric detector of timing driven, to convert the displacement detection of the object into measured time difference. To verify the validity of the scheme, a charge-coupled device(CCD) time-grating prototype is designed by a circular array which is constituted by multiple linear CCD of the same type. After multiplied the time difference variation of the output electric signal on the adjacent CCD and the uniform scanning speed value, through proper transformation, size and direction of the relative shaft angular displacement would be got. By measuring compare with circular grating which measurement accuracy reach within ±1 , measuring errors with a developed prototype are controlled within ±1 in the range of entire circumference. A reliable basis of theoretic and practical is provided for the further study on the time-grating of light field type.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603