摘要:为了在不增加传感器尺寸的前提下,提高传感器的分辨力和测量精度,并实现绝对角位移测量,以满足空间受限的工业 场合应用需求,故提出了一种基于二次调制双通道同步的高分辨力绝对式时栅角位移传感器设计方案。 该传感器主要由定尺、 动尺和驱动电路板组成,定尺上设置有精机码道的两路激励线圈、粗机码道的两路感应线圈、电磁耦合线圈的次级,动尺上设置 有精机码道的两路感应线圈、粗机码道的两路激励线圈、电磁耦合线圈的初级,驱动电路板上设置有一组驱动信号发生电路、两组感应信号处理电路、FPGA 核心电路。 将动尺上精机码道的两路感应线圈与粗机码道的两路激励线圈串联在一起实现二次 调制,当传感器精机码道的激励线圈上电工作时,精机码道的两路感应线圈上所感应的两路角位移电信号被调制到粗机码道 上,从而实现了粗机码道与精机码道分辨力相加的目的,以此提升传感器的分辨力。 同时将一路精机感应信号通过电磁耦合线 圈回传到定尺端作为整周定位信号。 通过 FPGA 同步解算这两路信号,实现绝对角位移测量。 采用 PCB 工艺制作了外径为 140 mm 的传感器样机。 实验结果表明,该传感器只需要一组驱动电路就能够实现绝对角位移测量,且分辨力从 0. 38″提升到 0. 2″,提高了 47% ,原始测量误差范围从±34. 14″降低到±16. 06″,降低了 53% 。