자기장 센서의 이중 채널 구조의 부피가 크고 동일 주파수 자극에 따른 채널 간 간섭 문제를 해결하고 신호 대 잡음비 및 측정 정밀도를 향상시키기 위해 다주파 자기장 결합 절대 시 에지 각 변위 센서 설계 방안을 제안하였다. 이를 통해 산업 응용의 공간 제약 측정 요구를 충족하는 실시간 절대 각 변위 측정을 실현한다. 먼저 평면 코일의 순간 자기장 결합 이론 모델을 구축하고, 다양한 형태의 자극 코일 자기장 분포 특성을 분석하였으며, 증분 측정 원리를 기반으로 절대 단일 채널 각 변위 센서 모델을 구축하였다. 극수 상호소질 절대 시 에지 변위 계산 방안을 확립하고, 500 kHz(조기) 및 1 MHz(정밀)의 이중 주파수 동기 자극 방안을 채택하여 고주파에서 저주파로 변환하는 원리를 이용, 고주파 자극 신호 하에서 센서의 높은 신호 대 잡음비와 높은 분해능 사이의 모순 문제를 해결하였다. 전자기 시뮬레이션과 오차 분석을 통해 센서의 최적 결합 간극을 1.0 mm로 확정하였으며, 외경 84 mm의 센서 시제품을 제작하고 성능 시험 검증을 완료하였다. 실험 결과, 이 센서는 소형화를 실현하면서 조기 및 정밀 채널 간 자기장 간섭 문제를 효과적으로 억제하였으며, 전체 주기 측정 범위 내 최대 측정 오차는 ±78 초각 이다.

절대 변위 측정;다주파 자기장 결합;신호 대 잡음비;변위 센서