【摘 要】
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传感器是工业领域的关键技术之一,各个国家都在大力发展传感器技术。差动变压器式角位移传感器用于测量角度,将旋转角度转化为电压信号输出,有体积小、重量轻、测量角度大、精度高等优点,在各领域有着广泛的应用,如用于航空扰流板系统的副翼偏角角位移传感器、用于驾驶杆组件的角位移传感器。科技快速进步的同时,对传感器的适用环境也有更高要求,如用于航空发动机、核设备,不仅气候环境比以往严酷很多,如环境温度一般在15
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传感器是工业领域的关键技术之一,各个国家都在大力发展传感器技术。差动变压器式角位移传感器用于测量角度,将旋转角度转化为电压信号输出,有体积小、重量轻、测量角度大、精度高等优点,在各领域有着广泛的应用,如用于航空扰流板系统的副翼偏角角位移传感器、用于驾驶杆组件的角位移传感器。科技快速进步的同时,对传感器的适用环境也有更高要求,如用于航空发动机、核设备,不仅气候环境比以往严酷很多,如环境温度一般在150℃,短时接近200℃。在使用过程中还要承受振动、加速度、机械冲击等力学环境。本研究的主要目的是通过设计一种新型的角位移传感器,能在200℃、强振动等综合环境下稳定工作。本文先对差动变压器式角位移传感器的工作原理、重要指标进行介绍,接着讲述传感器设计的思路和流程,并按照流程进行设计:1、分析了各类环境对传感器的影响,并给出应对措施。2、在单个RVDT设计时,提出圆角矩形定子,该形式定子能提高传感器耐高温、耐力学环境的能力。3、分析了温度误差的影响因素,给出了解决方案;4、分析传感器在工作状态下存在的风险,并给出规避风险的方法和措施以提高传感器的可靠性。本文利用电磁场仿真软件Ansoft Maxwell证明了圆角矩形定子的可行性,证明了传感器电气参数满足性能指标;利用有限元分析软件Ansys进行结构仿真,模拟并分析传感器在使用过程中振动以及受力情况。本文还介绍了传感器的实现过程,包括传感器装调,测试环境搭建,工装设计,并对传感器样品进行功能性能试验和环境试验。最后,总结了传感器的设计过程,并为后续传感器研究方向制定了详细的工作计划和目标。
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