渦流傳感器位移測(cè)量精度影響因素研究.pdf

1、火箭燃料貯箱柵格的精密加工對(duì)火箭發(fā)射的安全性和經(jīng)濟(jì)性起著至關(guān)重要的作用。基于測(cè)量加工一體化的鏡像銑削方式憑借其效率高、通用性強(qiáng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)，成為了解決該類大型薄壁構(gòu)件加工問題的有效途徑。為保證鏡像銑削精度，加工過程中，銑削刀具與支撐末端的中心軸線必須始終沿加工點(diǎn)的法矢方向。為此，在支撐末端采用陣列渦流傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量位移以獲取加工局部表面的法矢方向。顯然，法矢測(cè)量精度是保證鏡像銑削加工精度及穩(wěn)定性的前提，而渦流傳感器位移測(cè)量精度又是保證

2、法矢測(cè)量精度的基礎(chǔ)。因此，提高渦流傳感器位移測(cè)量精度也是在為保障鏡像銑削加工精度奠定基礎(chǔ)。基于課題背景，本文將探究?jī)A角及耦合干擾對(duì)渦流傳感器位移測(cè)量精度的影響規(guī)律。
　　闡述了渦流傳感器的測(cè)量原理，對(duì)線圈等效阻抗分量進(jìn)行了理論分析。通過電磁場(chǎng)仿真軟件ANSYS Maxwell完成了仿真建模，對(duì)線圈尺寸、激勵(lì)頻率、被測(cè)材料屬性等參量的影響規(guī)律進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)線圈厚度越小、內(nèi)半徑越大時(shí)，傳感器測(cè)量靈敏度就越高;渦流密度隨激勵(lì)頻率增大而

3、增大，趨膚深度則會(huì)隨激勵(lì)頻率增大而減小;傳感器對(duì)鐵磁材料與非鐵磁材料測(cè)量時(shí)，線圈等效電感的變化趨勢(shì)相反。
　　針對(duì)傾角和耦合干擾分別建立了分析模型，完成了相應(yīng)的仿真建模?；趦A角模型對(duì)比分析了傾角為零和非零時(shí)的渦流分布及密度。通過對(duì)傾角、提離高度和等效阻抗三者之間的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)傾角和提離高度對(duì)等效阻抗影響趨勢(shì)相反，即傾角會(huì)導(dǎo)致傳感器測(cè)量值偏小，且平均誤差隨傾角增大呈高斯函數(shù)型增長(zhǎng)。基于耦合模型對(duì)比分析了不同間距下的渦流分布及

4、密度。通過對(duì)線圈互感、傳感器間距和提離高度三者之間的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)傳感器間距和提離高度均會(huì)對(duì)耦合干擾強(qiáng)度產(chǎn)生影響，并探究了不同激勵(lì)頻率對(duì)耦合干擾強(qiáng)度的影響。
　　實(shí)驗(yàn)探究了傾角和耦合干擾對(duì)渦流傳感器位移測(cè)量精度的影響規(guī)律，并對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行了補(bǔ)償。搭建傾角實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了傾角導(dǎo)致傳感器測(cè)量值偏小，且平均誤差隨傾角增大呈高斯函數(shù)型增長(zhǎng)的規(guī)律。搭建耦合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了間距過小時(shí)傳感器的測(cè)量量程衰減，且衰減百分