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用于磁轴承位移检测的数字式电涡流位移传感器设计与实验研究

第24卷 第 3期 传 感 技 术 学 报 V01.24 No.3 2011年 3月 CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS Mar.2011 DesignandExperimentStudyofDigitalEddyCurrentDisplacement SensorUsedforDisplacementDetection ofM agneticBearing PANGXilang,LIU ,WEN Tong (Schoolof fmH Science&OptoelectronEngineering,BeihangUniversity,Belting100191,China) Abstract:Magneticbearingsarecorecomponentsofmagneticflywheeland magneticcontrolmomentgyroscope, whichhavestrictrequirementsofsize,weightand powerconsumption in spaceapplications.Theoutputofexisting non—contactsensorsusedfordisplacementmeasurementinmagneticbearingsismostlyanalogsignal,and separate signallinesarerequiredofrtransmission ofeach detection points.Thiscausesthesize,weightandcomplexityof system toincreasewhilereliabilitydecreasedandanti-jammingcapabilityweakened.Tosolvethisproblem,adigital eddy current displacementsensor is proposed in this article,which according to the principle ofFrequency Modulationandthrough themethodof~equencymeasurementbyCPLD,hasachieved thehigh speedandhigh accuracydetectionofthedisplacementaswellasenhancedthereliabilityandanti-jammingcapabilityofthesystem. Keywords:displacementsensor;eddycurrent;digital;magneticbea6ng EEACC:7230 doi:10.3969/j.issn.1004—1699.2011.03.010 用于磁轴承位移检测 的数字式电涡流位移 传感器设计与实验研究术 庞喜浪,刘 刚 ,文 通 (北京航空航天大学仪器科学与光电1二程学院,北京 100191) 摘 要 :磁轴承是磁悬浮飞轮、磁悬浮控制力矩陀螺的核心部件,在空间应用中的体积、重量、功耗等都有严格要求。现有的 用于磁轴承位移检测的非接触式传感器输出大多是模拟信号,每个检测点都需要单独的信号线进行传输。这导致系统的体 积、重量、复杂度增加,可靠性降低,抗干扰能力减弱。针对这一问题,提出了一利t数字式电涡流位移传感器,它根据调频式的 原理,通过CPLD测频的方法,在实现了对位移的高速高精度检测的同时,增强了系统的可靠性和抗干扰能力。 关键词:位移传感器;电涡流;数字式;磁轴承 中图分类号:TP212.1 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2011)03-0360-05 飞轮是卫星姿态控制的关键执行机构之一,它 环反馈控制,因此用于检测飞轮转子位置 的位移传 通过控制转子的转速 ,即改变角动量的大小来产生 感器成为磁悬浮飞轮控制系统的核心部件。它用

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