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基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器误差分析及抑制方法研究

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仪表技术与传感器 2024年第3期 14-20,86页

作者：吴玉龙武亮李佩林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理工大学机械工程学院

基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器具有结构简单、分辨率高、响应速度快和抗干扰能力强的特点。相比于增量式直线位移传感器,该类型的传感器不仅不受断电的影响,还能实现更加快速和精确的绝对定位。但是,传感器制造、安装及电信号... 详细信息

基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器具有结构简单、分辨率高、响应速度快和抗干扰能力强的特点。相比于增量式直线位移传感器,该类型的传感器不仅不受断电的影响,还能实现更加快速和精确的绝对定位。但是,传感器制造、安装及电信号处理等环节处理不理想会产生无效电动势,带来对极内的1次、2次和4次误差。针对上述问题,使用信号补偿的方式抑制1次和2次误差,采用空间移相的方式消除感应信号中的3次谐波,以此抑制4次误差。对优化后的传感器进行误差抑制实验,验证了误差来源分析的正确性以及抑制方法的有效性。实验表明:误差抑制后的传感器节距内误差峰峰值由32μm优化为6μm,性能大幅度提升。

关键词：绝对式测量电涡流直线位移传感器误差分析

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空间应用高精度电涡流位移传感器设计与验证

空间控制技术与应用 2024年第3期50卷 86-93页

作者：刘燕锋姚宁袁利马官营李玉猛胡隽北京控制工程研究所北京100094 中国空间技术研究院北京100094

针对空间超静平台高精度非接触位移测量的需求,研制了一种适用于空间应用的高精度电涡流位移传感器.根据传感器工作原理建立探头敏感线圈阻抗模型并对其固有非线性进行仿真分析.基于高精度平衡电桥检测电路,提出一种非线性校正方法,该... 详细信息

针对空间超静平台高精度非接触位移测量的需求,研制了一种适用于空间应用的高精度电涡流位移传感器.根据传感器工作原理建立探头敏感线圈阻抗模型并对其固有非线性进行仿真分析.基于高精度平衡电桥检测电路,提出一种非线性校正方法,该方法无需额外的校正电路,通过平衡电桥阻抗网络设计以及解调相位设计,将传感器输出非线性由12%降低到0.98%.测试验证结果表明,研制的空间应用高精度电涡流位移传感器在±3 mm量程范围内,测量非线性达到0.98%.该传感器已经成功进行在轨应用.

关键词：空间应用电涡流位移传感器非线性

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专用传感器动态测试下电信号的数值模拟研究

现代传输 2024年第3期 23-26页

作者：李司宇高剑波张宇核工业理化工程研究院天津300180

专用设备转子振动测试中,电涡流传感器采用“静态标定、动态使用”的方法,即在静态下标定电涡流传感器,获得灵敏度,直接用于动态下转子的振动测试,并未考虑旋转载荷对CFRP转子导电性的影响。因此,这种方法无法准确测试得到旋转载荷下的... 详细信息

专用设备转子振动测试中,电涡流传感器采用“静态标定、动态使用”的方法,即在静态下标定电涡流传感器,获得灵敏度,直接用于动态下转子的振动测试,并未考虑旋转载荷对CFRP转子导电性的影响。因此,这种方法无法准确测试得到旋转载荷下的转子振动。针对这一问题,本文开展旋转载荷对电涡流法测试CFRP转子振动的影响研究,建立了电涡流传感器的有限元模型,完成了CFRP导电性的数值模拟计算;通过数值模拟,完成了CFRP层厚度以及传感器探头与CFRP层间距对磁感应强度分布的影响分析,揭示了不同参数对导电性的影响规律。

关键词：应力碳钎维复合材料电涡流位移测试

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白车身焊点电涡流检测尺寸辨识方法研究

机械科学与技术 2022年第2期41卷 288-294页

作者：王月凌鹤姚旭朝武汉理工大学机电工程学院武汉430070

本文主要对车身焊点尺寸模式识别方法进行研究,利用COMSOL仿真工具,建立电涡流传感器检测焊点的简化模型,分析焊点对涡流检测电压的影响,通过实验验证仿真结果。得到结论如下:激励频率越大,涡流趋肤深度越小,检测灵敏度越大。提离高度越... 详细信息

本文主要对车身焊点尺寸模式识别方法进行研究,利用COMSOL仿真工具,建立电涡流传感器检测焊点的简化模型,分析焊点对涡流检测电压的影响,通过实验验证仿真结果。得到结论如下:激励频率越大,涡流趋肤深度越小,检测灵敏度越大。提离高度越大,钢板表面电涡流密度越小,检测灵敏度越低,焊点更难测量。焊点会引起检测线圈的输出电压呈凸起状态,有明显的波峰信号,焊点的尺寸越大,输出电压幅值越大。本文将检测电压曲线的时域积分和电压幅值梯度的波长宽度作为特征值,与焊点尺寸进行回归分析来辨识焊点尺寸信息,通过不同深度焊点相轨迹的频率响应来辨识焊点的深度信息。

关键词：电涡流焊点尺寸辨识

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电涡流传感器稳定性与实验研究

设备管理与维修 2023年第4期 103-105页

作者：施宏昊海洋石油富岛有限公司海南东方572600

电涡流传感器结构设计简单、频率信号响应区域宽、灵敏度高、测量信号线性范围较大、抗干扰测试能力更强、体积小,不受酸碱油污蒸汽等污染介质环境的干扰影响,同时具有现场安装使用方便、非接触测量安全可靠等特点。分析讨论电涡流传感... 详细信息

电涡流传感器结构设计简单、频率信号响应区域宽、灵敏度高、测量信号线性范围较大、抗干扰测试能力更强、体积小,不受酸碱油污蒸汽等污染介质环境的干扰影响,同时具有现场安装使用方便、非接触测量安全可靠等特点。分析讨论电涡流传感器结构的系统基本理论结构和工作原理,指出影响设备稳定性的原因,并进行相关实验研究。

关键词：电涡流传感器稳定性实验研究

新型电涡流轴向阻尼器的阻尼特性及减振性能分析

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土木工程学报 2021年第12期54卷 64-73页

作者：肖潇黄智文陈政清华旭刚湖南大学风工程与桥梁工程省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学振动与冲击技术研究中心湖南长沙410082

滚珠丝杠式轴向电涡流阻尼器(BS-ECD)是一种新的非线性速度型阻尼器。文章推导了BS-ECD的耗能计算公式及等效阻尼比,分析了BS-ECD的阻尼力速度曲线和滞回曲线特点,同时以位移放大系数、传递率和阻尼力峰值等为指标阐明了BS-ECD对承受简... 详细信息

滚珠丝杠式轴向电涡流阻尼器(BS-ECD)是一种新的非线性速度型阻尼器。文章推导了BS-ECD的耗能计算公式及等效阻尼比,分析了BS-ECD的阻尼力速度曲线和滞回曲线特点,同时以位移放大系数、传递率和阻尼力峰值等为指标阐明了BS-ECD对承受简谐荷载激励的单自由度结构的减振效果,并与非线性黏滞阻尼器进行对比。结果表明:在阻尼器单位周期内耗能能力相同的条件下,BS-ECD的无量纲临界速度越小,对应的阻尼力速度曲线的非线性就越强,且存在最优的无量纲临界速度,使BS-ECD的峰值阻尼力最小;在共振等效阻尼比相同的设计原则下,无量纲临界速度为0.8的BS-ECD的减振效果和隔振效果比速度指数为0.3的非线性黏滞阻尼器更好。

关键词：阻尼器电涡流等效阻尼比振动控制非线性

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基于电涡流阻尼器的数控加工振动抑制

振动与冲击 2016年第4期35卷 177-181,187页

作者：杨毅青徐东东北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心北京100191

弱刚性零件在数控加工中极易发生变形、让刀等现象,对加工质量及效率构成严重影响。基于电涡流阻尼器利用导体在恒定磁场中运动或者利用时变电磁场在导体上产生电涡流阻尼力,提出并设计适用于弱刚性结构件数控加工振动抑制的电涡流阻尼... 详细信息

弱刚性零件在数控加工中极易发生变形、让刀等现象,对加工质量及效率构成严重影响。基于电涡流阻尼器利用导体在恒定磁场中运动或者利用时变电磁场在导体上产生电涡流阻尼力,提出并设计适用于弱刚性结构件数控加工振动抑制的电涡流阻尼器结构;结合理论建模,提出四种设计方案并对其减振性能进行测试和比较。模态实验表明,四种阻尼器方案均能较好的对工件振动进行抑制,频响函数幅值最低下降55%;模态参数辨识表明,电涡流阻尼器可使系统阻尼增加70.73%,而对其余动力学参数的影响较小。切削实验表明,该电涡流阻尼器可增加工件临界稳定切深171%,减少切削加工振动信号58%以及降低表面粗糙度89.7%。

关键词：电涡流阻尼器数控加工振动抑制

无源谐振器在电涡流位移传感器中的谐振增强效应

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清华大学学报（自然科学版） 2012年第11期52卷 1607-1610页

作者：刘存跃董永贵清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

在两只同轴电磁耦合线圈之间插入一只无源谐振线圈,可利用谐振耦合显著提高能量传输效率。为探索这种谐振增强效应在传感器领域的应用可能性,制作了一只与测量电路无任何引线连接的、由电感线圈及电容串联组成的无源LC谐振器,放置于电... 详细信息

在两只同轴电磁耦合线圈之间插入一只无源谐振线圈,可利用谐振耦合显著提高能量传输效率。为探索这种谐振增强效应在传感器领域的应用可能性,制作了一只与测量电路无任何引线连接的、由电感线圈及电容串联组成的无源LC谐振器,放置于电涡流位移传感器探测线圈与金属目标靶间的测量通道中。实验结果表明:当传感器工作在该谐振器的谐振频率点附近时,有效探测距离和灵敏度会得到显著增强。进一步针对发射-接收式双线圈位移检测系统进行了实验,结果同样证实了无源LC谐振器介入后的谐振增强作用。该结论对于其他带有电感耦合线圈的传感系统同样具有参考价值。

关键词：传感线圈谐振耦合电涡流位移传感器电磁感应

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电涡流缓速器的三维数值仿真(英文)

系统仿真学报 2010年第7期22卷 1592-1595页

作者：衣丰艳于明进刘成晔山东交通学院济南250023 江苏技术师范学院常州213001

为三维电涡流缓速器的仿真提供了一个完全的有限元表达式,这个表达式通过运用A,Φ-A公式结合库仑定律得以实现.为了考虑电涡流缓速器不规则的几何形状,采用了四面体单元对网格进行划分,并用有限元程序仿真电涡流缓速器在500rpm的磁通密... 详细信息

为三维电涡流缓速器的仿真提供了一个完全的有限元表达式,这个表达式通过运用A,Φ-A公式结合库仑定律得以实现.为了考虑电涡流缓速器不规则的几何形状,采用了四面体单元对网格进行划分,并用有限元程序仿真电涡流缓速器在500rpm的磁通密度分布。电涡流缓速器在不同转速下用有限元程序计算的制动力矩与测量值进行了比较,测量值和仿真数据近似一致,有限元程序可用于工程计算和仿真。

关键词：电涡流缓速器三维数值仿真