Para resolver o problema da necessidade de zeragem ao ligar um sensor incremental de deslocamento plano bidimensional de rede temporal, foi projetado um sensor absoluto de deslocamento plano bidimensional baseado no acoplamento de campo magnético multifrequência. Ele utiliza sinais de excitação de diferentes frequências acionados em tempo compartilhado, reduzindo o consumo de energia do circuito do sensor, enquanto o desacoplamento dos sinais nas direções X e Y torna o cálculo da posição absoluta bidimensional mais simples e confiável. Primeiramente, foi estabelecido um modelo matemático da distribuição do campo magnético da bobina de excitação, analisando a relação entre a largura da bobina de excitação e a altura da folga de acoplamento com base na distribuição espacial do campo magnético. Com base na estrutura diferencial do sensor incremental bidimensional de rede temporal, foi estabelecido um modelo de medição absoluta bidimensional de rede temporal com estrutura de polos primos e apresentada uma nova solução de cálculo de posição absoluta bidimensional baseada em tabela de consulta, evitando o impacto dos erros de medição nos resultados do cálculo em aplicações práticas. A viabilidade desta solução foi verificada por simulação eletromagnética, determinando-se uma folga de instalação ótima do sensor de 0,8 mm. Por fim, foi fabricado um protótipo do sensor e montada uma plataforma experimental bidimensional de alta precisão para teste de desempenho. Os resultados experimentais mostraram que o protótipo do sensor possui uma faixa de medição eficaz de 147 mm × 147 mm, com erros de medição brutos nas direções X e Y de ±20,4 μm e ±21,1 μm, respectivamente, e a vantagem de não requerer zeragem ao ligar, realizando medição e posicionamento absoluto integrado do deslocamento bidimensional.

Campo magnético multifrequência; polos primos; bidimensional absoluto; sensor de deslocamento de rede temporal