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《重庆大学》 2003年
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时空坐标转换理论及场式时栅位移传感器实验研究

张兴红  
【摘要】: 时栅位移传感器是一项原创性的发明,用于精密位移的测量,国内外尚未有类似的研究,其原理和思想的新颖性已得到国内众多专家的首肯。与传统栅式传感器相比,在结构、制造工艺、抗干扰性和成本等方面有明显的优势,若能实现产品化和产业化,必有良好的市场前景。因此,对场式时栅进行系统的理论和实验研究具有重要的理论意义和实际应用价值。 本项研究属于两项国家自然科学基金委员会资助的项目,作者在理论研究的基础上进行了大量系统的实验研究,研制出了一套场式时栅位移测量系统,不仅以实践证明了时空转换理论和“场式运动坐标系”这一新思想的正确性,还为进一步进行产品化开发打下了坚实的基础,本文的主要研究内容如下: ① 在时空坐标转换理论的基础上,总结出时空坐标转换系统图,直观地描述了时间坐标系,空间坐标系和匀速坐标系在时空坐标转换中的相互关系。 ② 提出用电机内的旋转磁场代替机械式时栅的旋转机械作为时栅的动坐标系,从而形成新的位移测量系统方案 ③ 从成品电机开始实验研究,到用非导磁材料制造时栅传感器的定子和转子的骨架,是在以传统的电机理论指导下的大胆创新,大大简化了传感器的结构,增加了实验研究的灵活性,为场式时栅样机向产品化、产业化的发展迈出了关键的一步。 ④ 设计了新型场式时栅位移测量系统,它不仅可以实现精密位移测量,还适应了传感器向智能化发展的趋势,具有信息共享、高度智能化和远程诊断及标校等功能。 ⑤ 设计了对比实验方案和实验装置,进行了大量的实验,对组成场式时栅的各个环节进行比较研究,确定了各环节的基本结构和参数。 ⑥ 从大量的实验中总结出了动定测头的埋线方法。大大地提高了信号的质量,为提高测量精度提供了必要的保证。 ⑦ 进行了系统实验,经过大量实验,完成样机开发,确定了场式时栅样机的主要技术参数。 总之,本文在理论研究的基础上,通过大量实践性实验,验证了时空坐标转换理论和场式时栅理论。用由三相交流绕组感应出的旋转磁场代替机械式时栅中的旋转机械,克服了机械式时栅的固有缺陷,进一步提高了时栅测量位移的精度, WP=5 并且把时栅的测量领域从角位移测量拓宽到直线位移测量。同时,设计了场式时栅位移测量系统的实验开发系统和样机,总结出了样机的主要技术参数,为进一步产品化和商品化开发打下了坚实的基础。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP212

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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2 曲伟;基于调变光程方法的泰伯微位移检测系统研究[D];黑龙江大学;2011年
3 杨伟;时栅的波动方程分析与行波形成新方法的研究与实验[D];重庆大学;2006年
4 陈锡侯;新型时栅位移传感器研究[D];重庆大学;2007年
5 陈自然;基于预测理论的精密角位移动态测量及其实验研究[D];合肥工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 娄莉娜;基于MEMS技术的三相栅式位移传感器关键技术的研究[D];重庆理工大学;2011年
2 王彦刚;增量式时栅位移传感器原理及系统研究[D];重庆大学;2006年
3 奚建平;数控转台位置预测仿真与实验研究[D];重庆理工大学;2012年
4 周玮;时栅角位移传感器自标定研究[D];重庆理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 赵葵银,唐勇奇;用网络接口芯片PS2000实现智能化家电与Internet连接[J];电子技术;2001年05期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 顾克江;;双转子流量计在原油外输计量中的应用[A];江苏省计量测试学术论文集(2011)[C];2011年
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5 宋兆季;;加热炉温度模糊控制器的研究[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
6 陈萌;叶桦;达飞鹏;;自动售货机主控制器及执行机构的设计与实现[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
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8 邵安民;张玉云;赵风文;;海底地震数据记录器[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
9 刘欣;杨家玮;;基于OPNET的改进式泛洪路由仿真[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
10 张蕾;刘辰;杨正球;;网格技术与下一代网络融合研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜国强;弓网滑动电接触摩擦磨损行为研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年
3 易学锋;单反数码相机精密位移测量研究[D];武汉大学;2009年
4 杨志荣;基于多源信息融合的水电机组故障诊断与轴心轨迹识别技术研究[D];华中科技大学;2011年
5 郑永;基于时栅传感器的精密蜗轮副动态检测技术研究[D];合肥工业大学;2011年
6 王广斌;基于流形学习的旋转机械故障诊断方法研究[D];中南大学;2010年
7 林广宇;基于嵌入式技术的车载图像监控系统研究[D];长安大学;2009年
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9 林海军;汽车衡多传感器相关性与智能容错方法研究[D];湖南大学;2009年
10 赵志刚;动态测量不确定度理论的拓展及其应用研究[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王岩庆;高校用水计量与远程抄表管理系统的设计[D];山东科技大学;2010年
2 钱敏;矿山杂散电流及轨道接缝电阻综合测试仪的研制[D];山东科技大学;2010年
3 衡泽超;基于ATT7022B的三相多用户电能表研究[D];山东科技大学;2010年
4 赵杰;基于无线传输的主井绞车温度监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
5 徐国栋;智能压力变送器的研究[D];山东科技大学;2010年
6 王丽玲;徐庄煤矿抽风机工作参数在线监测系统的设计[D];山东科技大学;2010年
7 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
8 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
9 孙冰;轴承滚子外径非接触检测系统及算法的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 李宜娟;基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫如胜;马修水;李桂华;应仲阳;;光栅尺纳米测量技术研究及其发展[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年01期
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9 彭东林;刘小康;张兴红;陈锡侯;朱革;杨继森;王先全;高忠华;郑方燕;;时栅位移传感器原理与发展历程[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年10期
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 郑永;基于时栅传感器的精密蜗轮副动态检测技术研究[D];合肥工业大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
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7 夏金秀;场式直线时栅位移传感器关键技术研究[D];重庆理工大学;2009年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 娄莉娜;基于MEMS技术的三相栅式位移传感器关键技术的研究[D];重庆理工大学;2011年
2 胡超;典型位移传感器的通用接口系统研究与设计[D];重庆理工大学;2011年
3 陈涛;双轴联动蜗杆检测仪控制系统研究开发[D];重庆理工大学;2011年
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6 李龙;药品自动装盒机取盒机构高速化研究与设计[D];陕西科技大学;2012年
7 孙世政;时栅传感器动态测量方法研究及误差分析[D];重庆理工大学;2012年
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10 奚建平;数控转台位置预测仿真与实验研究[D];重庆理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 王彦刚;彭东林;易文翠;刘宇妍;;串并转换思想与绝对式时栅传感器的频响特性研究[J];中国机械工程;2007年09期
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3 吴稚冰;许亚萍;马胜林;吴伟;冯建国;姜初明;楼中平;;旋转磁场对大鼠放射性食管炎的防治[A];2009年浙江省放射肿瘤治疗学学术年会论文汇编[C];2009年
4 钟方川;吴彦斌;韩敬;;Rotamak双向纵场的时间过程分析[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
5 王晓娜;李建德;;旋转磁场探伤设备在复杂零配件中的应用[A];陕西省第八届NDT年会论文集[C];2002年
6 何福善;叶绍炎;曾玉墨;张茂勋;;旋转磁场对高铬铸铁组织和性能的影响[A];第八届21省(市、自治区)4市铸造学术年会论文集[C];2006年
7 何福善;叶绍炎;曾玉墨;张茂勋;;旋转磁场对高铬铸铁组织和性能的影响[A];中国机械工程学会第十一届全国铸造年会论文集[C];2006年
8 陈龙溪;马志为;钟方川;;带电粒子径向运动对旋转磁场电流驱动的影响[A];第五届全国青年计算物理学术交流会论文摘要[C];2008年
9 陈龙溪;钟方川;张海花;韩敬;;Rotamak中离子运动对旋转磁场电流驱动的影响[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
10 金洙吉;徐文骥;方建成;;不锈钢管内圆表面磁力研磨加工实验研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
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8 姜周华 李阳;合理利用非金属夹杂物成为关注点[N];中国冶金报;2006年
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9 王晓东;电磁力对金属熔体驱动与运动形态控制的研究[D];大连理工大学;2002年
10 王芳;移动磁场作用下钢液湍流的大涡模拟及气液两相流行为的研究[D];东北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 周玮;时栅角位移传感器自标定研究[D];重庆理工大学;2012年
4 汤其富;时栅位移传感器的电磁场分析及其结构优化[D];重庆理工大学;2012年
5 陈力立;基于激光干涉仪的时栅传感器全自动控测系统[D];重庆理工大学;2012年
6 张天恒;直线式时栅位移传感器实验方法与精度研究[D];重庆理工大学;2010年
7 周谦益;基于时栅传感器的编码器信号研究[D];重庆理工大学;2010年
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10 夏金秀;场式直线时栅位移传感器关键技术研究[D];重庆理工大学;2009年
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