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中国科学院合肥物质科学研究院专利:一种嵌入粘结封装的厚膜电容微位移传感器及其封装方法
近日,中国光学工程学会发布2022年首届“金燧奖”中国光电仪器品牌榜获奖名单,本所光栅技术中心开发的“一维光栅线位移传感器”荣获银奖。
激光位移传感器可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。激光有直线度好的优良特性,同样激光位移传感器相对于我们已知的超声波传感器有更高的精度。但是,激光的产生装置相对比较复杂且体积较大,因此会对激光位移传感器的应用范围要求较苛刻。
针对现有时栅角位移传感器采用漆包线绕制工艺加工线圈,导致线圈布线不均且容易随时间发生变化进而影响测量精度的问题,提出一种基于PCB技术的新型时栅角位移传感器。该传感器通过在PCB基板的不同层上布置特定形状的激励线圈和感应线圈,形成两个完全相同并沿圆周空间正交的传感单元;当在两传感单元的激励线圈中分别通入时间正交的两相激励电流后,通过导磁定子基体和具有特定齿、槽结构的导磁转子对传感单元内的磁场实施精...
为了将线阵CCD应用于实际工程的大尺寸位移测量,利用线阵CCD像元空间与输出时间的对应关系,提出了一种差动式测量的线阵CCD位移传感器测量系统。分析了线阵CCD位移测量存在的问题,结合线阵CCD中像元空间与驱动脉冲之间的对应关系,提出一种以时间为参考点的差动式测量方法。该方法用两个空间上对齐、时间上错开半个积分周期的线阵CCD检测透光挡板上等间距分布的透光光线的位置变化;通过计算两个CCD上输出光...
液压支架是综采工作面的主要设备,其推移位置的准确性决定着采煤工作是否能够正常进行。通常液压支架的推移由推移油缸来完成。为了准确测量其推移位置,本文设计并开发了一种用于液压支架推移油缸的磁控位移传感器。基于磁环控制测量杆内干簧管通断的原理,就可以将位移转变成电压信号。改变磁环的位置,相对应的干簧管导通,输出电压随之改变。传感器量程为100cm,相对误差为0.8%,线性度约为0.0958%,输出电压波...
在传统时栅位移传感器信号处理系统的基础上, 提出了一种利用AD9959和STM32F4所构成的新型时栅位移传感器控制电路来代替原来以CPLD、FPGA和DSP所构成的信号处理系统。实际应用表明:48对极时栅传感器整周(0~360°)的误差达到±1.62″,该方案精简了电路结构,提高了信号系统的可靠性与稳定性,降低了生产成本。
设计并实现了一种基于电位计位移传感器的电传操纵系统,用于螺旋桨式无人机的舵面控制与定位。系统中运用运算放大器作为射极跟随对电位计的输出信号放大,然后进行AD采集并做sinC3滤波处理。控制算法上采取PIP与抗积分饱和限制。实验结果表明,电位计的负载电阻理论分析正确,系统满足响应与定位精度要求。
为了提高涡流栅位移传感器绝对定位的可靠性,利用编码码道信号之间互补关系,提出了一种新型的编码码道码字识别算法,即三类码字识别算法,该算法可将编码码道归一化误差限提高到±0.1。在此基础上,对归一化误差曲线经过有选择性的最小二乘法拟合,可将归一化误差进一步降低至±0.05。实验证明该方法可以满足码字识别算法的要求,采用该技术的涡流栅位移传感器确保了绝对定位的可靠性,提高了传感器的稳定性。
针对调幅式电容位移传感器解调过程中由系统不确定相移导致的信号解调不准确问题,提出了一种基于改进的峰值保持电路的调幅式电容位移传感测量方法。首先,分析了调幅式电容位移传感器及其检测电路的工作原理,在研究调幅信号附加相移产生机理的基础上,提出了延迟反馈式峰值保持电路,用以去除附加相移对峰值解调的影响。然后,设计并制作了调幅式电容位移传感器,并对其各个性能指标进行了测试。最后,对实验结果和误差进行了分析...
为保证光位移传感器的工作性能,输入光源在500~800 nm波长范围内需具有较高的光谱能量,照明用LED波长在700 nm以上光谱能量陡降,限制了传感器的工作范围.针对照明用LED光谱能量不足的问题,研制出适用于色敏解调光位移传感器的宽带LED光源.首先利用单色仪对光位移传感器色敏元件WS7.56的性能进行了测试,依据色敏解调结果提出了光位移传感器正常工作所需的输入光源的光谱能量阈值.在照明用LE...
对一种基于MEMS探针进行开发,以实现微纳米尺度下的几何量测量。该探针是静电梳齿型结构,含有定齿和连接有主梁的动齿。主梁顶端的探针能够感知样品表面形貌而引起梳齿间位移,梳齿间位移能够带来梳齿间电容的变化。设计了测头的电容信号检测电路。搭建测试系统,利用该系统进行进针实验,标定测头的灵敏度为2.323nm/mV,实验表明测头的非线性误差小于0.22%。利用该测头作为SPM测头,搭建小型SPM系统,对...

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