高精度连续扫描式电感传感器

与光栅传感器、电容式传感器等微位移测量装置相比，电感式传感器具有灵敏度高、重复性好、性能稳定等特点，在超精密加工与精密测量等方面的圆度仪系统中有着广泛的应用。最近几年来，在圆度、圆柱度测量中，随着对回转型零件的测量精度要求的提高，电感传感器的测量精度也越来越受到人们的更多关注，其发展已成为圆度、圆柱度仪等测量仪器的主要限制因素。为了进一步提高电感传感器系统的测量精度，应从测头机械结构和数据采集系统测量电路两方面同时进行性能改善。为此有的单位在已研制出的传感器系统的基础上，针对其灵敏度低、非线性严重等问题，做出了相关改进设计，并进行了对比性实验验证。

1.设计人员从螺管型线圈结构模型出发，依据毕奥萨法尔电磁场原理，分析了磁场特性与线圈结构的灵敏度；又从磁电转换的测量电路角度对提高灵敏度进行了研究分析。为系统灵敏度的提高提出了有效措施，进行了线圈结构自身和测量电路的具体改进设计，诸如线圈和磁芯的材料选择、尺寸参数优化、激磁信号源的电压和频率选择、量程切换模块的应用等。

2.设计人员通过对原有系统进行大量实验，发现并分析了其非线性的问题。从机械结构和测量电路两方面分析了其影响因素，对常用的非线性校正方法进行了介绍和比较，提出了针对本系统的非线性补偿方案，并编程应用于系统软件程序中，实现了系统的非线性校正。

3.针对圆度测量中遇到的定位问题，技术人员又在测量系统中设计了采样的触发控制模块，实现了采样数据的时间控制，保证了圆度数据采集的重复性，使圆度评定更加可靠。

最后，设计人员又对电感传感器系统进行了对比性实验，验证本课题所作的改进措施对其性能的有效性。实验结果表明，系统灵敏度提高了一倍以上，非线性误差也由原来的3.4%下降到0.41%，系统稳定性和重复性也得到了很好的改善。