直线式时栅位移传感器研究

在已研制成功的场式圆时栅的基础上，提出开展比圆分度应用范围更广的直线式时栅传感器的研究。与圆时栅基于旋转电机的原理相类似，直线式时栅是基于直线电机原理，建立物理模型与数学模型，作为直线式时栅的理论基础和技术依据。并在此模型的基础上提出直线式时栅的机械结构型式，这种结构的空间尺寸要具有产品化价值，测量精度高于现有直线式传感器的中高档水平，有足够好的工艺性以保证成本低于现有中低档直线式传感器。研制适用于直线式时栅信号处理电路及软件系统以实现智能化。筛选不同的机械结构型式、不同的加工工艺、不同的材料、以及线圈匝数、线径、时钟频率等技术参数。

按申报书要求开展直线式时栅传感器研究。研制出磁场式直线时栅，同时实现了高精度（±0.5um ）、高分辨力（ 0.1um）和大量程（1000mm ），获得中国测试技术研究院出具的权威检测报告。根据研制中发现的磁场式直线时栅绕线基体经开槽后难以保持长期稳定的弱点。进一步提出并开展了电场式直线时栅的研究，除了具备稳定性好，可靠性高的产品化优势以外，还为开辟“纳米时栅”的下一步深入研究打下了基础。目前电场式直线时栅的精度已接近±1um ,量程200mm，发展速度很快，有望与磁场式圆时栅共同构成时栅传感器的完整体系。在项目执行期间，时栅技术获得了国家技术发明二等奖1项，已被编入《传感器技术》等3本大学生统编教材，发表论文9篇，申报专利5项，授权4项，培养博士、硕士6名。