Para abordar el problema de la necesidad de puesta a cero al encender un sensor incremental de desplazamiento planar bidimensional con rejilla temporal, se diseñó un sensor absoluto de desplazamiento planar bidimensional basado en el acoplamiento de campo magnético multifrecuencia. Utiliza señales de excitación con diferentes frecuencias en tiempo compartido, reduciendo el consumo de energía del circuito del sensor, mientras que el desacoplamiento de las señales en las direcciones X e Y y el cálculo de la posición absoluta bidimensional son más simples y confiables. Primero, se estableció un modelo matemático de la distribución del campo magnético de la bobina de excitación, analizando la relación entre el ancho de la bobina de excitación y la altura del entrehierro basada en la distribución espacial del campo magnético. Basado en una estructura diferencial del sensor incremental bidimensional con rejilla temporal, se estableció un modelo de medición absoluta planar bidimensional con estructura de polos coprimos, y se propuso un nuevo esquema de cálculo de posición absoluta bidimensional basado en una tabla de búsqueda, que evita el impacto de errores de medición en los resultados del cálculo en aplicaciones prácticas. La viabilidad de este esquema se verificó mediante simulación electromagnética y se determinó una brecha de instalación óptima del sensor de 0.8 mm. Finalmente, se fabricó un prototipo del sensor y se construyó una plataforma experimental bidimensional de alta precisión para pruebas de rendimiento. Los resultados experimentales mostraron que el prototipo del sensor tiene un rango de medición efectivo de 147 mm × 147 mm, con errores de medición originales en las direcciones X e Y de ±20.4 μm y ±21.1 μm respectivamente, con la ventaja de no requerir puesta a cero al encenderlo, logrando una medición y posicionamiento de desplazamiento absoluto bidimensional integrada.

Campo magnético multifrecuencia; polos coprimos; bidimensional absoluto; sensor de desplazamiento de rejilla temporal