鲁　进，陈锡侯，汤其富，武　亮

(1.重庆理工大学 电子信息与自动化学院，重庆 400054；



变耦型时栅传感器及测头姿态对测量误差的影响

鲁进1*，陈锡侯2，汤其富2，武亮2

(1.重庆理工大学 电子信息与自动化学院，重庆 400054；

2.重庆理工大学 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室，重庆 400054)

根据时栅传感器的测量原理，提出一种采用高频时钟脉冲作为测量基准的变耦型时栅位移传感器以提高位移测量的精度。该传感器通过改变激励线圈和感应线圈的耦合状态输出感应位移变化的行波信号来实现精密位移测量。进行了建模和仿真，研究了不同测头姿态下传感器的位移误差特性，并对其进行了谐波分析，得到了不同测头姿态对位移测量误差各次谐波的影响规律。根据传感器模型制作了传感器并开展了验证实验。仿真和实验结果均表明：不同测头姿态对位移测量误差的影响主要体现在对测量误差的1次、2次和4次谐波上，且俯仰姿态引入的附加误差最大，其余测头姿态下引入的位移测量附加误差均较小。若保证较佳的测头姿态，传感器在定尺和动测头间气隙厚度为0.3 mm时的原始误差约为±18 μm。实验分析结果与仿真结果基本一致。

时栅传感器；位移测量；测头姿态；安装误差；测量精度

1　引　言

时栅是近几年发展起来的一种将空间位移转换成时间差，再以时钟脉冲为基准实现精确测量的位移传感器，它具有测量精度高、抗干扰能力强、智能化程度高等优点，已在大量程纳米测量和极端、特殊环境下得到有效应用[1-3]。……