提出了一种基于三探头等间距排列结构的反射式光纤角位移传感器,实现具有强度补偿的大量程、高灵敏度角位移测量。理论分析了该传感器的强度补偿角位移测量机理,建立了数学模型得到角度传感调制函数的表达式;仿真分析了光纤探头端面距反射面距离h及探头旋转半径R对传感特性的影响;实验验证了单接收光纤角位移传感特性。结果表明:输出光强和角位移之间呈现较好的线性关系;距离h越大,传感灵敏度越高;R越小,灵敏度越低,但同时传感区间相对越大。 单独的一个接收光纤也可进行角位移测量，但其与发射光纤间隔越远，传感曲线的灵敏度越低。因而，若采用单接收光纤进行角位移测量，应使接收光纤尽量贴近发射光纤，以获得更高的灵敏度。图3(b)给出调制函数的仿真曲线，在测量范围上并无扩展，但通过强度补偿可以提高测量系统的稳定性，减小外界环境对传感器的影响。通过这2幅图发现:对于单接收光纤及双光纤调制函数，都存在Ｒ越小，灵敏度越低，但线性范围越大的趋势。再固定旋转半径Ｒ=35mm，在不同端面距离h下进行角位移测量仿真。图4(a)为两接收光纤分别接收光强仿真曲线，可以看出:两接收光纤接收光强的变化趋势相同，均为随角位移的增大而减小本文由张家港弯管机网站采集网络www.wangaunjimuju.net，传感器研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机价格低电动液压弯管机多少钱但光纤2的接收光强小于光纤1。图4(b)为调制函数的仿真曲线。(a)%两接收光纤分别接收光强曲线(b)%调制函数曲线角位移量/rad角位移量/r归一化调制函数接收光纤1归一化接收光强00.40.800.400.20.40.60.81.0角位移量/rad0.800.10.20.30.40.5接收光纤2归一化接收光强m图4旋转半径Ｒ=35mm，不同距离h值下角位移测量仿真通过这2幅图发现:对于单接收光纤及双光纤调制函数，均呈现出h越大，灵敏度越高，但不同h下线性范围基本保持一致。该组h均处于位移传感中前坡的距离范围内，在该范围内，随距离的增加，接收光强呈增大的趋势，因而在角位移测量中，距离h越大，接收光强初始值越大，在同样的线性下降范围内，灵敏度较大。3单接收光纤传感器特性实验验证按图5所示搭建了实验装针对压电微动台驱动时,由压电陶瓷产生的迟滞现象,提出了一种迟滞模型。基于Bouc-Wen迟滞模型的基本思想,并针对Bouc-Wen迟滞模型进行了优化改进,大大降低了模型参数的辨识难度,缩短了运算时间,保证了模型的较高精度要求。为了验证模型的正确性,运用相关的实验设备对模型进行了实验验证。结果表明:改进后的模型定位误差为0.1866μm,最大相对误差为0.467%,验证了模型具有较高的精度以及该迟滞模型的可行性,为后续压电微动台控制器的设计提供了一种可行方案。 性部分可由Matlab线性拟合得到参数a。迟滞分量如图2所示，将迟滞分量曲线分为上升段与下降段，并分别用Fourier函数对其进行曲线拟合，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)式中的各个参数可由Matlab辨识。70电压/V01020304050600移位/滋m-4-224上升段下降段图2迟滞分量曲线将式(4)、式(5)相加，便可得到变换后的Bouc-Wen模型为X(t)=au(t)+h(t)+x0(6)改进后的模型，大大降低了参数辨识的难度，提高了运算的速度。同时，改进后模型的逆模型也容易得到，为后续压电微动台控制器的设计提供了模型基矗2模型参数辨识实验装置由三维压电微动台XP—611．XYZ，XE—500/501D系列压电陶瓷控制器(由哈尔滨芯明天公司生产)组成。实验时，以X轴为实验对象。压电微动平台X轴的基本参数如下:输入电压为0～150V;最大输出位移为120×(1±20%)μm;开环定位分辨率为0．2nm;XE—500/501D系列压电陶瓷控制器由三部分组成，分别为:放大器模块、传感器控制模块、显示与接口模块。实验时，编写基于LabVIEW的数据采集程序，并将压电陶瓷控制器分别与计传感器研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机价格低电动液压弯管机多少钱本文由张家港弯管机网站采集网络www.wangaunjimuju.net