기존 평면 2차원 래스터 변위 센서가 대범위 평면 변위 측정 시 구조 복잡성, 격자 가공 요구사항 엄격 등의 문제를 해결하기 위해 "차원 분해 + 변위 디커플링" 기반 평면 2차원 변위 복합 측정 방법을 제안하였다. 공간 주기적 센서 구조를 통해 직교 변화 자기장을 구성하고 평면 2차원 변위와 시간 기준 간의 매핑 관계를 수립하였다. 센서 설치 오차가 2차원 변위 측정 정밀도에 미치는 영향을 연구했으며, 롤링, 피칭, 요잉 자세에 따른 2차원 변위 측정 오류를 모델링 시뮬레이션 분석 및 실험 검증을 통해 중점 분석하였다. 실험 결과, 설치 오차가 2차원 변위 측정에서 주로 DC 성분 및 2차, 4차 고조파 오류를 유발하는 것으로 나타났다. 움직이는 자와 고정 자 사이의 공극 높이가 0.6mm일 때, 240 mm × 240 mm 측정 범위 내에서 X 방향 측정 오차는 ±8.6 μm, Y 방향 측정 오차는 ±8.8 μm 이내이며 해상도는 0.15 μm이다. 밀리미터 크기의 센서 유닛을 이용해 240 mm × 240 mm 측정 범위 내에서 마이크로미터 수준의 측정 정밀도를 구현하는 것은 이론적 연구와 공학적 응용에 중요한 가치를 가진다.

대범위; 2차원 변위 측정; 시격자 센서; 오차 분석