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提出了一種基于三探頭等間距排列結構的反射式光纖角位移傳感器,實現具有強度補償的大量程、高靈敏度角位移測量。理論分析了該傳感器的強度補償角位移測量機理,建立了數學模型得到角度傳感調制函數的表達式;仿真分析了光纖探頭端面距反射面距離h及探頭旋轉半徑R對傳感特性的影響;實驗驗證了單接收光纖角位移傳感特性。結果表明:輸出光強和角位移之間呈現較好的線性關系;距離h越大,傳感靈敏度越高;R越小,靈敏度越低,但同時傳感區間相對越大。 單獨的一個接收光纖也可進行角位移測量，但其與發射光纖間隔越遠，傳感曲線的靈敏度越低。因而，若采用單接收光纖進行角位移測量，應使接收光纖盡量貼近發射光纖，以獲得更高的靈敏度。圖3(b)給出調制函數的仿真曲線，在測量范圍上并無擴展，但通過強度補償可以提高測量系統的穩定性，減小外界環境對傳感器的影響。通過這2幅圖發現:對于單接收光纖及雙光纖調制函數，都存在Ｒ越小，靈敏度越低，但線性范圍越大的趨勢。再固定旋轉半徑Ｒ=35mm，在不同端面距離h下進行角位移測量仿真。圖4(a)為兩接收光纖分別接收光強仿真曲線，可以看出:兩接收光纖接收光強的變化趨勢相同，均為隨角位移的增大而減小本文由張家港彎管機網站采集網絡www.wangaunjimuju.net，傳感器研究-電動折彎機數控滾圓機滾弧機價格低電動液壓彎管機多少錢但光纖2的接收光強小于光纖1。圖4(b)為調制函數的仿真曲線。(a)%兩接收光纖分別接收光強曲線(b)%調制函數曲線角位移量/rad角位移量/r歸一化調制函數接收光纖1歸一化接收光強00.40.800.400.20.40.60.81.0角位移量/rad0.800.10.20.30.40.5接收光纖2歸一化接收光強m圖4旋轉半徑Ｒ=35mm，不同距離h值下角位移測量仿真通過這2幅圖發現:對于單接收光纖及雙光纖調制函數，均呈現出h越大，靈敏度越高，但不同h下線性范圍基本保持一致。該組h均處于位移傳感中前坡的距離范圍內，在該范圍內，隨距離的增加，接收光強呈增大的趨勢，因而在角位移測量中，距離h越大，接收光強初始值越大，在同樣的線性下降范圍內，靈敏度較大。3單接收光纖傳感器特性實驗驗證按圖5所示搭建了實驗裝針對壓電微動臺驅動時,由壓電陶瓷產生的遲滯現象,提出了一種遲滯模型。基于Bouc-Wen遲滯模型的基本思想,并針對Bouc-Wen遲滯模型進行了優化改進,大大降低了模型參數的辨識難度,縮短了運算時間,保證了模型的較高精度要求。為了驗證模型的正確性,運用相關的實驗設備對模型進行了實驗驗證。結果表明:改進后的模型定位誤差為0.1866μm,最大相對誤差為0.467%,驗證了模型具有較高的精度以及該遲滯模型的可行性,為后續壓電微動臺控制器的設計提供了一種可行方案。 性部分可由Matlab線性擬合得到參數a。遲滯分量如圖2所示，將遲滯分量曲線分為上升段與下降段，并分別用Fourier函數對其進行曲線擬合，其形式如下h(t)=a0+a1cos［u(t)ω］+b1sin［u(t)ω］+…+ancos［n·u(t)ω］+bnsin［n·u(t)ω］(5)式中的各個參數可由Matlab辨識。70電壓/V01020304050600移位/滋m-4-224上升段下降段圖2遲滯分量曲線將式(4)、式(5)相加，便可得到變換后的Bouc-Wen模型為X(t)=au(t)+h(t)+x0(6)改進后的模型，大大降低了參數辨識的難度，提高了運算的速度。同時，改進后模型的逆模型也容易得到，為后續壓電微動臺控制器的設計提供了模型基矗2模型參數辨識實驗裝置由三維壓電微動臺XP—611．XYZ，XE—500/501D系列壓電陶瓷控制器(由哈爾濱芯明天公司生產)組成。實驗時，以X軸為實驗對象。壓電微動平臺X軸的基本參數如下:輸入電壓為0～150V;最大輸出位移為120×(1±20%)μm;開環定位分辨率為0．2nm;XE—500/501D系列壓電陶瓷控制器由三部分組成，分別為:放大器模塊、傳感器控制模塊、顯示與接口模塊。實驗時，編寫基于LabVIEW的數據采集程序，并將壓電陶瓷控制器分別與計傳感器研究-電動折彎機數控滾圓機滾弧機價格低電動液壓彎管機多少錢本文由張家港彎管機網站采集網絡www.wangaunjimuju.net