嵌入式时栅传感器的动态自标定.docx

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2025-02-26 发布于山东
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第22卷第10期2014年10月

光学精密工程

OpticsandPrecisionEngineering

Vol.22No.10Oct.2014

文章编号1004-924X(2014)10-2757-08

嵌入式时栅传感器的动态自标定

孙世政1,2,陈锡侯2*,彭东林1,2,武亮2

(1.合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥230009;

2.重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程中心，重庆400054)

摘要：提出了一种新的嵌入式时栅角位移传感器的自标定方法，以提高这类传感器在没有高精度母仪标定以及参数和工作环境发生变化时的测量精度。介绍了嵌入式时栅的特点，提出了利用两个间隔一定角度离散测头之间的误差规律变换来实现自标定的方法。设计了动态自标定系统，采用卡尔曼动态滤波算法来降低动态标定过程中传感器自身稳定性波动和环境干扰的影响。为了寻求最优参数以保证标定精度，提出了残差的控制算法。最后，运用设计的自标定系统对传感器进行了标定实验，并与以往母仪标定方法进行了对比。实验结果表明，传感器的误差从标定前±20”降低到士2.4,标定参数与实际传感器误差成分相吻合，标定精度与以往母仪标定的精度基本相同，满足时栅传感器的标定要求。

关键词：嵌入式时栅传感器；离散测头；动态自标定；母仪标定；标定精度；中图分类号：TP212.6文献标识码：Adoi:10.3788/OPE2757

Dynamicself-calibrationforembeddedtimegratingsensors

SUNShi-zheng1·2,CHENXi-hou2,PENGDong-lin1,2,WULiang2

(1.SchoolofInstrumentScienceandOptoelectronicEngineering,

HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China;

2.EngineeringResearchCenterofMechanicalTestingTechnologyandEquipmentofthe

MinistryofEducation,ChongqingUniversityofTechnology,Chongqing400054,China)

*Correspondingauthor,E-mail:cch0458@

Abstract:Adynamicself-calibrationmethodwasproposedforanembeddedtimegratingsensortoim-proveitsmeasuringaccuracywhenitworkedatchangedelectricparametersandmeasuringenviron-mentsandcouldnotbecalibratedbyastandardinstrument.Thefeaturesoftheembeddedtimegrat-ingsensorwereintroduced,andaself-calibrationmethodwaspresentedbyusingerrorregulartrans-formationoftwodiscreteprobesinacertainangle.Then,adynamicself-calibrationsystemwasde-signed.Toreducetheinfluenceofsensorstabilityandenvironmentaldisturbanceonthedynamaiccali-bratingprocessing,aKalmanfilterwasused.Moreover,analgorithmforresidualcontrolwaspro-posedtoensurecal