摘要:在芯片制造、智能制造、航空航天等领域,精密平面定位迫切需要平面两维度位移的同步独立精密测量。 本文提出一种 基于电磁感应原理的平面位移传感器,由动阵面和定阵面组成。 定阵面由 m×n 个平面螺旋线圈阵列串联而成,通入交变励磁 电信号时在测量平面产生平面驻波磁场。 动阵面由四个螺旋线圈以 2×2 矩阵形式排列,感应出振幅随 x 轴和 y 轴位移变化的 四路调制信号,并利用 Cordic 算法求解两维度位移量。 本文首先介绍了传感器的工作原理,对电磁模型进行有限元分析,并对 位移解算算法进行数值模拟。 根据仿真结果对测量误差进行分析溯源,优化传感器结构。 制作传感器样机开展了实验验证,验 证了传感器结构和位移解耦方法的可行性。 实验表明,传感器在节距内最大误差为 48. 7 μm,分辨率为 0. 317 μm,在 147 mm× 147 mm 量程范围内,传感器线性度达到 0. 15% ,为高精度电磁感应式平面二维位移传感器的进一步发展提供了理论支撑和实 验指导。