基于分时方法的高精度反射绝对式纳米时栅位移传感器设计

作     者：刘小康 梅现富 蒲红吉 彭凯 于治成 Liu Xiaokang;Mei Xianfu;Pu Hongji;Peng Kai;Yu Zhicheng

作者机构：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 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2021年第42卷第9期

页      面：97-105页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51935004) 重庆理工大学科研启动基金(2020ZDZ031) “成渝地区双城经济圈建设”科技创新项目(KJCX2020043)资助。 

主　　题：绝对位移测量 纳米时栅 分时方法 位移传感器 

摘      要：本文提出了一种反射绝对式纳米时栅位移传感器的传感方法。采用反射单列式传感器作为反射绝对式传感器的精密测量部分,记为传感器A。为了实现绝对位移测量,设计了一个与传感器A相差一个周期的反射单列式传感器,记为传感器B,利用传感器A与传感器B相位作差实现绝对位移测量。采用标准印刷电路板技术制作了传感器样机,搭建了实验平台,进行了实验测试。测试结果表明,激励电极引线方式对接收电极带来干扰,从而造成一次谐波误差。为了抑制误差,提出了交叉反射结构和分时方法,交叉反射结构将感应电极与另一端的反射电极引线相连,增大激励电极和接收电极的距离,分时方法通过不同时间段对传感器A和传感器B施加激励信号,并把不工作的电极接地。实验表明该结构和方法相互配合有效的抑制了干扰,最终在400 mm范围内,补偿后实现了±300 nm的测量精度。