時(shí)柵傳感技術(shù)與超精密蝸輪副

目錄
第1章 時(shí)柵位移傳感器原理與位移傳感器分類 1
1.1 位移測(cè)量基準(zhǔn)的時(shí)空轉(zhuǎn)換與時(shí)柵位移傳感器 1
1.2 基于運(yùn)動(dòng)的位移傳感理論分析 5
1.2.1 運(yùn)動(dòng)的時(shí)空特性 5
1.2.2 基于自然行波與構(gòu)造行波運(yùn)動(dòng)的位移傳感理論分析 6
1.3 位移傳感器分類與時(shí)柵位移傳感器特點(diǎn)分析 12
1.3.1 位移傳感器分類 12
1.3.2 時(shí)柵位移傳感器特點(diǎn)分析 14
第2章 磁場(chǎng)式時(shí)柵位移傳感器 17
2.1 磁場(chǎng)式時(shí)柵理論模型 17
2.1.1 雙激勵(lì)磁場(chǎng)式時(shí)柵數(shù)學(xué)模型 17
2.1.2 三激勵(lì)磁場(chǎng)式時(shí)柵數(shù)學(xué)模型 18
2.2 磁場(chǎng)式時(shí)柵工作原理 18
2.2.1 角位移傳感器Ⅰ 19
2.2.2 角位移傳感器Ⅱ 22
2.2.3 角位移傳感器Ⅲ 25
2.2.4 角位移傳感器Ⅳ 28
2.2.5 直線位移傳感器Ⅰ 29
2.2.6 直線位移傳感器Ⅱ 31
2.2.7 直線位移傳感器Ⅲ 33
2.2.8 直線位移傳感器Ⅳ 36
2.3 磁場(chǎng)式時(shí)柵的多普勒效應(yīng) 37
2.4 磁場(chǎng)式時(shí)柵的自標(biāo)定方法 41
2.4.1 差極式雙時(shí)柵的極距差分自標(biāo)定 41
2.4.2 單時(shí)柵的采樣差分自標(biāo)定 44
2.4.3 誤差頻率掃描自標(biāo)定 47
2.5 磁場(chǎng)式時(shí)柵應(yīng)用實(shí)例 49
第3章 電場(chǎng)式時(shí)柵位移傳感器 51
3.1 電場(chǎng)式時(shí)柵理論模型 51
3.1.1 測(cè)量理論思想 51
3.1.2 測(cè)量數(shù)學(xué)模型 53
3.2 電場(chǎng)式時(shí)柵工作原理 57
3.2.1 在RC電路中的傳感器工作原理 58
3.2.2 在電場(chǎng)作用下的傳感器工作原理 59
3.3 電場(chǎng)式時(shí)柵傳感特性和誤差機(jī)理 67
3.3.1 誤差產(chǎn)生機(jī)理和變化規(guī)律 67
3.3.2 正弦路和余弦路之間的差異性 71
3.3.3 電場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)勻化效應(yīng) 73
3.3.4 多感應(yīng)電極的平均效應(yīng) 74
3.3.5 孤立導(dǎo)體的電場(chǎng)特性 78
3.4 電場(chǎng)式時(shí)柵優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例 80
3.4.1 單列差動(dòng)結(jié)構(gòu)電場(chǎng)式時(shí)柵 80
3.4.2 空間諧波的抑制方法 83
3.4.3 基于離散柵面結(jié)構(gòu)的絕對(duì)式測(cè)量方法 85
3.4.4 電場(chǎng)式時(shí)柵應(yīng)用實(shí)例 87
第4章 光場(chǎng)式時(shí)柵位移傳感器 90
4.1 運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)勻速掃描的測(cè)量原理 90
4.2 運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)理研究 91
4.2.1 機(jī)械式運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)理 91
4.2.2 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)理 94
4.2.3 自然行波運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)理 96
4.3 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)式時(shí)柵誤差分析 98
4.3.1 數(shù)學(xué)模型 98
4.3.2 光源散射與折射的誤差分析 99
4.3.3 傳感器安裝結(jié)構(gòu)的誤差分析 104
4.4 高精度運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)構(gòu)造方法研究 110
4.4.1 點(diǎn)光源的光場(chǎng)分布特征分析 111
4.4.2 單光場(chǎng)微控移相方法 113
4.4.3 面型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 116
4.5 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)光場(chǎng)式時(shí)柵實(shí)驗(yàn)研究 121
4.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置與對(duì)比性實(shí)驗(yàn) 121
4.5.2 單光場(chǎng)面型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 122
第5章 寄生式時(shí)柵技術(shù)與新概念機(jī)電功能部件 125
5.1 寄生式時(shí)柵的演變 125
5.2 復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)中的嵌入式位置檢測(cè)新技術(shù)體系 130
5.3 寄生式時(shí)柵位移測(cè)量理論與方法 135
5.3.1 運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的主動(dòng)構(gòu)建與被動(dòng)形成 136
5.3.2 寄生式時(shí)柵位移測(cè)量方法 141
5.4 寄生式時(shí)柵位移傳感器結(jié)構(gòu) 144
5.4.1 寄生式時(shí)柵位移傳感單元 144
5.4.2 寄生式時(shí)柵位移傳感器結(jié)構(gòu) 146
5.5 寄生式時(shí)柵位移傳感器試驗(yàn)研究 152
5.5.1 傳感器結(jié)構(gòu) 152
5.5.2 硬件電路系統(tǒng) 153
5.5.3 軟件系統(tǒng) 154
5.5.4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 156
5.5.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集 157
5.6 寄生式時(shí)柵應(yīng)用——新概念機(jī)電功能部件 159
5.6.1 機(jī)械傳動(dòng)——帶檢測(cè)功能的齒輪、蝸輪和齒條 160
5.6.2 機(jī)械運(yùn)動(dòng)——帶檢測(cè)功能的軸承、導(dǎo)軌 176
5.6.3 機(jī)械驅(qū)動(dòng)——帶檢測(cè)功能的伺服電機(jī) 181
5.7 寄生式時(shí)柵不確定度分析 189
5.7.1 誤差和不確定度來源理論分析 189
5.7.2 行波信號(hào)主次影響因素的分析與仿真 190
5.7.3 測(cè)量不確定度實(shí)際評(píng)定模型 195
5.7.4 不確定度評(píng)定的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 197
第6章 基于iFMT儀器的超精密蝸輪副成套技術(shù) 202
6.1 由我國(guó)蝸輪母機(jī)發(fā)展歷程引起的思考 202
6.1.1 研究背景 202
6.1.2 存在的問題 205
6.1.3 問題的原因 207
6.1.4 科學(xué)問題 209
6.1.5 如何解決問題 213
6.1.6 誰來解決問題——為什么由我們提出 216
6.2 前期工作基礎(chǔ)與技術(shù)儲(chǔ)備 218
6.2.1 FMT儀器原理及應(yīng)用實(shí)例 218
6.2.2 普通滾齒機(jī)床精化實(shí)例 224
6.2.3 普通插齒機(jī)床精化實(shí)例 230
6.2.4 普通蝸桿磨床精化實(shí)例 234
6.3 超精密蝸輪副成套新技術(shù)(工藝、儀器、裝備、刀具和標(biāo)準(zhǔn)) 239
6.3.1 研究工作思路 239
6.3.2 加工測(cè)量一體化新工藝 240
6.3.3 智能化在系統(tǒng)檢測(cè)儀器iFMT 245
6.3.4 嵌入儀器單元的新型蝸輪母機(jī)與特種刀具專機(jī) 252
6.3.5 《YGK37125型高精度數(shù)控蝸輪滾齒機(jī)標(biāo)準(zhǔn)》(部分) 255
參考文獻(xiàn) 258
參數(shù)表 263