磁致伸缩位移传感器测量误差分析

以TC41-系列磁致伸缩位移传感器的测试版为实验对象,以SEED-DEC2812嵌人式开发板为目标板。该磁致伸缩位移传感器的激励脉冲信号接至SEED-DEC2812嵌入式开发板的J18-4,该引脚用于捕获输人信号的.上升沿,捕获到上升沿立即启动A/D。传感器内部的放大器OP37的输出接至SEED-DEC2812嵌人式开发板的J17-20,该端子为A/D单元的ADCINA1。

实验中采样周期:T=0.3μs,波速v=2.838mm/μs, 由采样周期所限,测量值只能精确到0.8514mm。该磁致伸缩位移传感器采用预置门限电压的比较器来检测回波信号到达的时间,全波采样法使用回波信号的峰值来检测回波到达的时间。以光栅尺读数作为真实值,光栅尺的测量精度为5μm。下图是误差曲线

磁致伸缩位移传感器误差曲线
磁致伸缩位移传感器误差曲线

测量结果表明,磁致伸缩位移传感器的测量误差最大达到了-6.2mm,全波采样法的最大误差为3.6mm,经FIR滤波后最大误差为2.8mm。可以看到全波采样法辅以FIR滤波在一定程度.上能提高测量精度,但是还没有精确到分辨率上面。单纯的依靠数字滤波是无法解决由于波导丝本身的不连续性、底端固定方式以及剩磁现象引起的测量误差。