【摘 要】
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阀用位移传感器（LVDT）是阀口独立控制系统完成高精度流量、压力控制必不可少的检测元件。在不扰动阀内流场条件下,为了完成阀口独立控制型大流量液压阀阀芯位移的实时准确测量,要求阀用位移传感器必须具有结构紧凑、测量精度高和抗振性能好的特点。本论文主要针对阀用位移传感器（LVDT）的主要性能参数,搭建了阀用位移传感器自动测试系统,完成了位移传感器主要性能参数的测试工作,并运用粒子群优化神经网络算法进行对
【基金项目】
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国家重点研发计划（阀口多源参量高精度原位测量原理及传感器集成化设计制造技术（2020YFB2009802）,科技部）；
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阀用位移传感器（LVDT）是阀口独立控制系统完成高精度流量、压力控制必不可少的检测元件。在不扰动阀内流场条件下,为了完成阀口独立控制型大流量液压阀阀芯位移的实时准确测量,要求阀用位移传感器必须具有结构紧凑、测量精度高和抗振性能好的特点。本论文主要针对阀用位移传感器（LVDT）的主要性能参数,搭建了阀用位移传感器自动测试系统,完成了位移传感器主要性能参数的测试工作,并运用粒子群优化神经网络算法进行对传感器的测量结果进行了非线性校正,对用于阀口独立控制型液压阀内的紧凑型位移传感器的设计、加工、检测、校准具有一定的意义。针对阀用位移传感器（LVDT）的性能参数检测,进行了如下几方面的研究:（1）进行了阀用位移传感器夹具的设计。设计了双导向杆结构的组合夹具,传感器主体装置装夹于夹具的固定块,铁芯通过连接杆与夹具的移动块连接,解决了传统夹具同轴度差的问题。整个夹具装置经千分表校正检测,其同轴度误差在?0.01mm内。（2）搭建了阀用位移传感传感器测试系统。其中传动系统驱动传感器铁芯平稳运动,数字多用表检测LVDT输出信号,高精度光栅尺采集铁芯位移。使用Lab VIEW软件进行了用户登录模块的设计;数据采集模块可进行校准装置的运动控制,并采集铁芯位移输出量;数据处理模块将采集到的数据进行最小二乘法的拟合,计算LVDT的灵敏度与线性度;打印模块可进行检测结果的打印。根据线圈和铁芯的电气参数,确定了基于AD698芯片的信号处理电路,并设计了变送器电路,实现了输出电压与输出电流之间的转换,增加了隔离电路可更好的保障电路的稳定。（3）测试系统的性能检验。为了验证测试系统的可靠性,进行了整个系统的不确定度分析,结果显示本系统的稳定性为0.0110%,小于0.0126%的不确定度。重复性方面,在150mm的行程范围内,该装置的重复性误差为0.177%。（4）传感器检测与非线性优化。对加工的LVDT样件进行了性能检测,并将实验结果与仿真结果进行对比分析,该传感器的回程误差为0.92%。对被测传感器进行了正反三次行程的重复性检测,重复性误差为0.90%,零点残余电压为0.0026m V。使用粒子群优化的BP神经网络算法对LVDT的非线性部分进行优化,经优化后的传感器的线性度提升了0.01%,说明该优化对于传感器输出性能具有一定的有益作用。
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