磁悬浮轴承由于具有一系列独特的性能,被称为是支承技术的一场革命。在磁悬浮转子系统设计中,传感器检测的转子位移信号是控制器对轴承进行主动控制的依据,是整个系统研究的重点和难点之一。本文主要目的是:针对普通涡流位移传感器应用于磁悬浮硬盘、光盘这类微型转子五自由度位移测量时所面临的问题,研究具体工作环境下涡流传感器的工作特性。 在介绍涡流位移传感器的基本理论的基础上,分析了传感器探头线性特性、温度特性、动态特性的影响因素。通过对电涡流的具体特性、涡流损耗、以及探头品质因素Q等方面来分析探头线圈的固有特性;从探头线圈参数对传感器线性特性的影响;探头结构参数对涡流传感器线性特性的影响;探头线圈的动态响应特征;检波电路的动态特征;传感器的温度特性的影响;涡流传感器的电磁场等方面分析,提出了影响涡流传感器探头工作特性的主要因素。 根据磁悬浮转子系统模型,具体分析了磁悬浮铣削转子系统工作时的环境,模拟系统的磁路分布和磁极线圈对系统磁路的影响,以及转子系统工作下的温度场分布、传感器的布置方式以及测量方式,在理论上提出具体环境下影响涡流传感器工作特性的具体因素。 设计磁悬浮转子系统中涡流传感器的温度和磁场下的工作特性的实验,通过具体实验和对试验数据的分析,验证了系统中影响涡流传感器工作特性的环境因素主要是系统的温度和磁场特性,确定了涡流传感器在具体工作环境下测量误差范围,在磁悬浮转子系统设计过程中需要加以考虑。 提出了涡流传感器在磁悬浮铣削转子系统中的温度场的差动测量的补偿和直接测量时的补偿;提出补偿思想:根据控制系统的需要以及磁力轴承线圈输入信号特性,引出元素法,根据具体环境因素的设置补偿模块来补偿磁悬浮转子系统的磁场影响。