Estudo do mecanismo do sensor e modelo de medição de deslocamento de grade temporal magnetorresistiva baseado em matriz esférica

CHEN Ziran ,  

QIN Lili ,  

WANG Wei ,  

XIONG Xin ,  

LIU Zhenyue ,  

ZHENG Yonghai ,  

摘要

Para resolver o problema de que sensores de deslocamento tradicionais não conseguem conciliar grande faixa e alta precisão de medição, foi proposta um novo método de medição de deslocamento baseado em matriz esférica com sensor magnetorresistivo de grade temporal. Utiliza bobinas de excitação ortogonais espaciais para construir um campo magnético ortogonal variável, realizando controle preciso do campo magnético por meio de estrutura sensorial espacialmente periódica. Adota bobinas de indução para captar mudanças no campo magnético, estabelecendo relação de mapeamento entre magnetorresistência e deslocamento, revelando o mecanismo de detecção do deslocamento. Parâmetros do modelo foram otimizados via simulação eletromagnética, sensor foi desenvolvido e plataforma experimental montada para estudos de erro de medição do sensor. Resultados experimentais mostraram que o sensor possui erro de medição de ±9,4 μm em faixa de medição de 512 mm, com resolução de 0,1 μm. O uso de unidades sensoriais em escala milimétrica alcança precisão de medição em escala micrométrica, reduzindo consideravelmente a dificuldade de fabricação do sensor. A faixa pode ser expandida conforme necessário, sem necessidade de técnicas de subdivisão para alcançar alta resolução na medição de deslocamento. Pode ser usado para medição de deslocamento em ambientes adversos, como com forte contaminação por óleo, possuindo importante valor acadêmico e aplicação em engenharia.

关键词

matriz esférica;sensor de grade temporal;restrição do campo magnético;deslocamento linear

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