时栅是一种利用时间测量空间位移的新型位移传感器。研究智能化技术可以充分利用软件来提高时栅的精度、改善时栅的性能。提出一种基于数字闭环控制技术的时栅自补偿方法,消除了工作条件、电路参数变化等因素的影响。提出一种实现时栅自校零与自校准的方法,无需外部高精度基准信号,消除了时栅零点漂移和增益漂移。并提出一种实现时栅误差自校正的方法。实践证明,采用自补偿、自校零与自校准技术实现了时栅的高稳定度,采用自校正技术实现了时栅的高精度。

分析了光栅、感应同步器和时栅3种典型传感器的原理和数学模型.找出它们在原理和技术上的共同之处,进而提出一种新的设计方案,从原理上证明可以将低精度低分辨力增量式光栅传感器,利用感应同步器的电行波产生原理,转换成为高精度高分辨力时栅传感器.设计实验平台进行了原理验证性实验,实验结果表明,利用时空正交驻波合成行波的方法可以实现将增量式光栅转化为绝对式时栅.最后对实验中影响行波质量的原因进行了分析,并提出了解决方法.

在现代工业中,磁编码器因具有防尘、抗震等特性被广泛应用,但其长期存在分辨力低的问题,在一定程度上制约了其在高精度、高分辨力领域的使用。文章通过采用隧道磁阻传感器(Tunnelmagnetoresistance,TMR)作为磁敏元件,多极磁环为转动部件,并结合时栅位移传感器的信号处理技术,设计了一种高分辨力磁编码器以期解决这一问题。文中从理论上分析了这种编码器的测量原理,其次通过仿真分析对TMR安装位置的关键参数进行确定,最后对此编码器样机进行了实验,验证了测量方案的可行性。经样机实验测试,该新型磁编码器可实现0.1°的分辨力,较相同磁极数的传统编码器原始分辨力提高了7.5倍。