Para resolver el problema del gran volumen de la estructura de doble canal del sensor de campo magnético y las interferencias de excitación de misma frecuencia, a la vez que se mejora la relación señal/ruido y la precisión de la medición, se propuso un esquema de diseño de sensor de desplazamiento angular absoluto con acoplamiento magnético de múltiples frecuencias. Se logró medir el desplazamiento angular absoluto en tiempo real para satisfacer las necesidades de medición con restricciones de espacio en las aplicaciones industriales. En primer lugar, se estableció un modelo teórico de acoplamiento magnético transitorio para la bobina plana, se analizaron las características de distribución del campo magnético para diferentes formas de bobinas de excitación, y se construyó un modelo de sensor absoluto de desplazamiento angular de un solo canal basado en el principio de medición incremental. Se estableció un plan de cálculo para resolver el problema de las variaciones. Se resolvió el conflicto entre la relación señal/ruido y la precisión de la medición en el caso de la autoexcitación mediante un esquema de excitación síncrona de doble frecuencia de 500 kHz (máquina gruesa) y 1 MHz (máquina fina) mediante el principio de conversión de alta frecuencia a baja frecuencia. Un espacio de acoplamiento óptimo entre los sensores se determinó por simulación electromagnética y análisis de error de 1,0 mm. Por último, se diseñó una muestra de sensor con un diámetro exterior de 84 mm y se completaron las pruebas de rendimiento. Los resultados experimentales indican que el sensor suprimió eficazmente el problema de interferencia del campo magnético entre la máquina gruesa y la máquina fina y presenta un error máximo de medición en el rango completo de rotación de ±78″.

absolute displacement measurement;multi-frequency magnetic field coupling;signal-to-noise ratio;displacement sensor