高精度変位センサーの加工困難という課題に対し、離散巻線を基にした磁界型時栅変位センサーを提案した。離散励起巻線の配置方式と感応巻線の形状を設計し、感応変位信号の変化規則を制御し、組み合わせ測定方式により精密な変位測定を実現した。理論モデル作成、シミュレーション解析および実験検証を通じて、励起信号の誤差と取り付け偏差がセンサーの測定精度に与える影響規則を明らかにした。実験結果は、二つの励起信号の振幅不均一および取り付け偏差が極内の測定精度に直流成分誤差と第2高調波誤差を直接導入し、第2高調波誤差が誤差の主要成分であることを示した。取り付け偏差が大きいほど、第2高調波誤差は大きくなり、動尺のZ軸方向への偏揺れ姿勢が測定精度に最大の影響を及ぼし、Y軸方向の回転姿勢が次いで影響し、X軸方向の俯仰姿勢が最小の影響を与えた。誤差補正後、センサーは144 mmの測定範囲内で測定誤差ピーク・ツー・ピーク値4.5 μm、分解能0.15 μmを達成した。ミリメートルサイズの励起および感応巻線によりマイクロメートル精度の測定を実現し、センサーの製造難易度を大幅に低減し、重要な工学的応用価値を有する。

直線変位;離散巻線;組み合わせ測定;時栅センサー;誤差解析