摘要：利用隧道磁阻(TMR)效应设计了一种结构相对简单的磁栅式高精度微位移传感器。首先,介绍了磁栅式隧道磁阻位移传感器检测原理,凭借隧道磁阻传感器高灵敏度的特点检测磁栅敏感轴上方的空间磁场,接着利用COMSOL有限元仿真软件对磁栅结构进行仿真设计,验证了磁栅的磁场分布特性。通过搭建四桥路检测电路能够使TMR传感器有效抑制外部磁场干扰以及温度对TMR传感器的影响;得益于90°移相电路模块的加入,得到两路相位相差90°的标准正余弦信号,解决了传统的由于空间非正交引起的相位和幅值等误差问题,为超高倍数的细分插值技术奠定了基础,最后结合细分因子为9600的插值电路,理论上可实现208 nm的高分辨率位移检测,在20 mm量程范围内能达到0.15%的位移测量精度。

摘要：为了测量控机床结构件、微加工工作台的微小变形量,设计了一种高精度弓型光纤布拉格光栅(FBG)微位移传感器。将光纤布拉格光栅的栅区部分粘贴在弓型上下壁处,当弓形件发生变形时,可测出上下壁的应变值,从而测得位移值并进行温度解耦。实验结果表明,在量程为1mm时,传感器的灵敏度为2.02pm/μm,线性相关系数为0.998 3,实验的迟滞误差为4.08%,重复性误差为4.08%。在温度补偿实验中可以看出,当温度上升1℃,波长漂移量不到1pm。类似于弓型结构衍生出一种半弓型结构的位移传感器。两类传感器相比,弓型传感器的温度灵敏度比半弓型传感器小0.001 5pm/μm,温度补偿效果更好;但半弓型传感器的线性度为0.4%,线性度比弓型传感器好。两种传感器均满足测量值稳定可靠、精度高、抗电磁干扰能力强,温度不敏感等要求。

摘要：介绍了一种改进型精密整流电路,该电路基于一个模拟多路复用器,无需二极管和匹配电阻,克服了传统整流电路中的非线性问题。同时基于该精密整流电路设计了一种电容式微位移传感器。测试结果表明,在0～1.6mm的量程内,该电容式微位移传感器的非线性误差小于0.6‰,灵敏度约为4.3V/mm。

摘要：为实现天文望远镜子镜之间微小位移的精密测量,采用信号处理电路去除噪声影响。采用基于开关电容技术的驱动与检测器和以ADA2200为中心的位移信号解调方法,设计了主要电路模块。电容检测模块包含了开关电容驱动和电容/电压(C/V)转换电路。同步解调模块使用了ADA2200芯片,基于采样模拟技术(SAT)对信号进行同步正交解调。实验结果表明,该文方案可以实现电容极板之间相对微小位移的检测,ADA2200芯片对包含静态位移信息的调幅波的解调精度优于2.5%,对动态变化的位移参数也能够实现实时解调。

摘要：为深入研究微纳米环境中物体的受力与运动状态,实现微纳米环境下的位置感知与位移操作,建立纳米尺度下位移、力检测的理论方法,研制了一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器。通过采用厚膜混合集成工艺将信号处理电路与厚膜电容芯片一体化集成,即用厚膜电路替代PCB电路板,以达到降低由于温度效应和寄生电容等导致的非线性误差,提高传感器的分辨率和稳定性的效果。传感器性能标定实验结果表明,0~1 000nm量程范围内位移检测分辨率优于2nm,传感器稳定性得到显著提高,能够用于检测纳米级微小位移变化量。此外,还从材料物理属性和电路优化设计等方面分析了一体化集成的厚膜电路相对于PCB电路板的优越性。

摘要：根据光学干涉测量的基本原理，提出了一种共用同一光纤光路的非接触式、干涉型、全光纤微位移传感器的设计方案，进行了理论分析和实验，结果表明该传感器不仅具有精度高、分辨率强、工作稳定等优点，而且结构精巧，易于集成化。

摘要：设计并研制了一种结构小巧的纳米级精密定位平台.该系统采用正交簧片式设计,有效地抑制了正交运动的耦合,同时应用一个二维电容微位移传感器作为位移标准来对定位平台实行反馈控制,有效地克服了压电陶瓷执行机的非线性和迟滞效应.实验结果表明,该系统定位精度优于1nm,可在0.5μm×0.5μm范围内实行任意二维纳米循迹定位.给出了半径为2.5nm的圆及外接圆半径约为5nm的五角星形的定位轨迹图.该系统基本满足高精度引力实验精确定位的需求.

摘要：将中科院合肥智能所机器人传感器实验室的多维力传感器技术与TI公司新推出的MSC1210 单片机相结合,可实现机器人对微小位移的高分辨率检测。文章首先简要介绍微位移传感器结构特点,然后结合实际使用情况较为详细地说明MSC1210的多路输入复用器、PGA、滤波器等新特性,在此基础上构建微位移检测的硬件平台。同时,为传感系统设计智能人机交互接口,帮助用户根据实际需要方便选择诸如采样率、滤波器型号等相关参数,以求达到满意的应用效果。

摘要：为了正确反映基于光电位置敏感器(PSD)的微位移传感器的特性,首先介绍了一维光电位置敏感器的工作原理并分析了利用PSD结合光学三角测量法将位移信号转换成电压信号的工作原理,得出基于PSD的微位移传感器被测试件位移量与相关测量电路输出电压(S,V)关系特征,然后基于最小二乘估计算法基本原理,提出了运用MAT-LAB语言建立PSD的微位移传感器(S,V)关系特征的数学模型的方法,给出了建模的程序流程图以及仿真结果。

摘要：基于平面螺旋电感和现场可编程门阵列（FPGA）技术,系统设计了一种以频率为输出的电感式微位移传感器,实现了电感式传感器的数字化输出与检测。系统主要由位移/电感转换模块、电感检测电路、差频模块、FPGA四部分组成,并在FPGA系统中搭建NIOSⅡ软核,对采集所得数据进行处理。实验证明：系统具有灵敏度高,温度稳定性好等特点,其测量范围为0～15 mm,在0～6 mm范围内,最大误差为0.03 mm,分辨率达到10μm。