電容式微位移傳感器校準技術的研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，人類能夠測量的量級越來越小，精密測量儀器應運而生。納米級的位移傳感器生產(chǎn)技術已逐漸成熟，但是通過分析國內(nèi)外現(xiàn)有的線位移傳感器校準系統(tǒng)及JJF1305-2011（《線位移傳感器校準規(guī)范》），發(fā)現(xiàn)尚未出臺一套能夠結合光電測試技術且具有針對性的微位移傳感器的校準系統(tǒng)。因此，本文主要針對電容式微位移傳感器輸出電壓、電流值較小，現(xiàn)有校準過程較為復雜的特性，研究設計了一套高精度、高分辨率并具有一定實踐價值的校準系統(tǒng)，望彌補當前在

2、微位移傳感器校準系統(tǒng)方面的缺失。
　　首先，本文介紹了電容式微位移傳感器的工作原理，結合激光外差測量技術及聲光調(diào)制技術建立數(shù)學模型，得出位移求解公式，并以此設計了校準系統(tǒng)的原理框圖。
　　其次，為實現(xiàn)在一定精度要求下的校準要求，設計了光源穩(wěn)頻模塊，選擇了聲光調(diào)制器、激振器、功率放大器及光電二極管；設計了校準系統(tǒng)的電路部分，并結合軟件實現(xiàn)校準系統(tǒng)與被校準傳感器測量數(shù)據(jù)在計算機中的實時對比，直觀的比較校準結果。根據(jù)電容式微位移傳

3、感器的結構特性，對其靜態(tài)特性及動態(tài)特性進行校準。為了實現(xiàn)校準系統(tǒng)的高精度要求采用鎖相放大器與取樣積分技術相結合，降低系統(tǒng)噪聲影響。
　　最后，參照JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》的相關規(guī)定，對本文提出的電容式線位移校準系統(tǒng)的測量不確定度進行了分析。分析系統(tǒng)中不確定度的來源，根據(jù)公式計算得到合成標準不確定度和擴展不確定度，并給出測量不確定度報告。完成了對校準裝置的位移標準值的量值溯源，系統(tǒng)溯源結果符合校準系統(tǒng)的誤差