感栅位移传感器申报材料.docx

编号：____2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项申报材料项目名称：感栅位移传感器申报学院： 机电工程学院 项目申报成员：韦俊彦、罗远略、朱展飞、毛建乐、梁贵实、黄雪瑶、方香、张圣 二○一四年十一月A2．申报者情况（集体项目）申报者代表情况姓名韦俊彦性别男出生年月1993-05-04学校桂林电子科技大学系别、专业、年级机电工程学院12级微电子制造工程学历本科学制四年入学时间2012年9月作品名称感栅位移传感器通讯地址广西桂林电子科技大学花江校区邮政编码541004办公电住地通讯地址广西桂林电子科技大学花江校区邮政编码541004住宅电他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位罗远略男21本科桂林电子科技大学机电工程学院朱展飞男19本科桂林电子科技大学机电工程学院梁贵实男20本科桂林电子科技大学机电工程学院毛建乐男20本科桂林电子科技大学机电工程学院黄雪瑶男19本科桂林电子科技大学机电工程学院方香男20本科桂林电子科技大学机电工程学院张圣男20本科桂林电子科技大学机电工程学院资格认定学校学籍管理部门意见以上作者是否为2013年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。□是 □否 （签章） 年 月 日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果□是 □否负责人签名： 年 月 日B、科技发明制作 申报作品情况作品全称感栅位移传感器作品分类（在选项上画√）□A. 信息技术(包括计算机.电信.通信.电子等)B. 机械与控制(包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等)□C.数理(包括数学、物理、地球与空间科学等)□D生命科学(包括生物、食品等)□E.能源化工(包括能源、材料、生态、环保等)□F.外观设计(包括电脑艺术设计、机械CAD等)作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标作品设计的目的：在工业生产和日常生活中位移传感器使用非常广泛，只要是是牵扯到精确位移控制的往返移动部件都要用到位移传感器。简单的来说就是，位移传感器其实就是测量位移行程的工具。比如在工业生产中，液压系统执行机构上，比如油缸位移控制较为直接。由于测量位移的范围很广，所以对应的位移传感器种类也多种多样。比如利用光电原理的光电位移传感器（机床等设备）、利用磁致伸缩原理的磁感应位移传感器（油缸位移测控）、利用电阻值变化原理的拉线位移传感器（使用较为广）、利用电磁感应原理的磁栅位移传感器（水工启闭机测控）等等。随着工业生产发展的需要，近年来位移传感器应用越来越广泛，为了能在恶劣的环境下工作，对位移传感器的性能要求越来越高，需要位移传感器具有：高精度，高稳定性，抗干扰能力强，重复性好，耗电低等。目前应用最为广泛的是容栅位移传感器，由于容栅位移传感器应用时间早所以技术成熟、生产成本低，但是容栅位移传感器的抗干扰能力比较弱，在高潮湿度的环境下由于电容改变导致传感器无法正常工作。为了解决位移传感器在恶劣工业环境下不能正常工作的问题，在深入学习和研究电磁理论知识的基础上及电磁感应同步器工作原理的激发下，提出了基于电涡流原理的感栅位移传感器，经过理论分析、仿真优化和实验测试，验证了本方法的可行性。设计的基本思路：传感器线圈与金属反射体耦合的时候，可以把金属反射体等效看做一个闭合的导线，并与传感器线圈由着相互作用的磁场，如图1所示中的M。当传感器线圈中加载电流为的正弦波激励信号时，传感器线圈的周围会产生一个变化的磁场H1。这个变化的磁场使金属反射体产生了电涡流效应，从而产生了感应电流为，为一个变化的电流，又因为金属反射体等效为一个闭合导线，由变化的电流产生磁场的原理可知， 在金属反射体中产生了一个反向变化的磁场H2，这个变化的磁场阻碍传感器线圈产生的磁场的变化。 (a)电涡流传感器的简化模型 (b)电涡流传感器的等效电路图1感栅位移传感器模型由于金属反射体产生的磁场的反作用，随着传感器线圈与反射体耦合面积的变化，使传感器线圈的有效阻抗、有效感抗电感、品质因素Q发生了有规律的变化，从而检测电路的频率也有规律的变化，因此通过频率的变化可以检测出传感器线圈与反射体的相对位移。创新点：(1)精度高。基于电涡流效应原理上的传感器，具有量程大、分辨力高、耐用、体积小、功耗低等优势。(2) 感栅位移传感器对液体、油污等物质不敏感，具有良好的防油、防水的功能，可以达到IP67级。(3)工作可靠、抗干扰性强。另外，该传感器是非接触式的空间耦合器件，所以对尺面防护要求低,而且可选择耐温性能良好的非导磁性涂料做保护层，加强电涡流感栅位移传感器的抗温防湿能力。(4)维护简单、寿命长。电涡