(重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心、时栅传感器及先进检测技术重庆市重点实验室1，重庆 400054；重庆大学机械传动国家重点实验室2，重庆 400044)

0 引言

准确、可靠的转子位置和速度检测是实现伺服电机高性能控制的必要条件。为获取转子位置和速度信息，通常在电机转轴上安装光电码盘、旋转变压器等轴角传感器。然而旋转变压器体积较大，而光电码盘不能耐受较大的强度振动，工作环境受到一定限制[1]。时栅是一种利用“时间测量空间”的原理测量位移的新型智能位移传感器。与常用的轴角传感器相比，时栅使用高频时钟脉冲，分辨力大大提高，且机械结构简单，更能适应各种恶劣环境(如高低温、油、水汽、振动、冲击等)。磁场既是时间的函数，同时随着绕圈匝数的不同、绕向的变化，又构成空间的函数。正是磁场的这种两面性，使它成为机电能量转换的主要媒介以及与时栅“时空转换”的重要媒介[2-4]。

时栅中旋转磁场的同步转速远高于电机旋转磁场的同步转速，而其强度却远小于电机旋转磁场的强度。由于时栅与电机在结构和绕组上十分相近，两者共同的特点是借助旋转磁场与转子作用来实现自身功能。所以，将时栅传感器植入到电机中，可以形成一种全新的“寄生时栅式电机”，在不影响电机正常驱动的同时，实现对电机位置和速度的检测。这样有利于解决目前各种用于电机位置和速度检测方法存在的精度低、抗干扰能力差或适用性不强的缺点。……