差動變壓器式位移傳感器性能優(yōu)化技術研究.pdf

1、階梯型差動變壓器式位移傳感器（LVDT）的階梯長度對其輸出精度及線性度影響很大。傳統(tǒng)設計時，設計者依靠手工調(diào)整反復實驗才能得到滿足設計要求的階梯長度，不僅工作量大，而且設計周期很長，很難得到優(yōu)選的設計參數(shù)。隨著計算機技術發(fā)展，電磁仿真有限元軟件如Ansoft Maxwell軟件可以在計算機中對LVDT的感應電壓進行仿真，避免了在實物上的反復調(diào)試，有效提高了設計效率。但是運用 Maxwell軟件進行電磁仿真時，需要進行建模、定義及加載激勵

2、源和邊界條件、網(wǎng)格劃分及定義求解參數(shù)等步驟，當 LVDT的任何一個設計參數(shù)發(fā)生改變時，就需要重復上述步驟，工作量仍然很大。為此開發(fā)了階梯型 LVDT參數(shù)化設計軟件，能夠快速建立模型和電磁性能仿真并完成結果提取，但是仍然缺少有效的 LVDT階梯軸長度優(yōu)化設計的方法。盡管參數(shù)化仿真可以大大縮短單次仿真的時間，但是盲目地尋優(yōu)過程仍然會導致大量的重復計算，很難找到精度和線性度較優(yōu)的階梯長度設計參數(shù)。針對這一問題，本文利用階梯型 LVDT參數(shù)化設

3、計軟件，提出了一種基于敏感度的階梯型 LVDT性能優(yōu)化方法。本文主要做了以下工作：
　　1、應用階梯型LVDT參數(shù)化設計軟件，根據(jù)經(jīng)驗公式確定初始參數(shù)，對某型LVDT進行了參數(shù)化建模及電磁性能仿真分析計算。本文利用該階梯型LVDT參數(shù)化設計軟件對不同臺階長度的階梯型 LVDT進行電磁性能仿真，并對所得結果進行評估，研究分析各臺階長度發(fā)生改變時，LVDT的電磁性能指標發(fā)生怎樣改變。
　　2、提出了一種基于敏感度的LVDT性能優(yōu)

4、化方法，通過觀察采樣點的輸出精度，有目的地調(diào)整敏感度高的階梯軸長度，使其各采樣位置點的輸出精度和線性度均達到要求，從而使其整體的電磁性能指標得以優(yōu)化。
　　3、對本文所提出的優(yōu)化方法進行驗證。通過對另外一LVDT進行電磁性能仿真，在其電磁性能不理想的情況下，采用本文提出的優(yōu)化方法對其進行電磁性能指標的優(yōu)化。最終很快得到一組較優(yōu)的性能參數(shù)，從而驗證了該優(yōu)化方法的可行性。
　　本文中基于敏感度提出 LVDT性能優(yōu)化方法，使傳感器