差动式霍尔位移传感器设计及其静态特性分析

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1、分类号：密级：公开UDC：学号：405928913083南昌大学硕士研究生学位论文差动式霍尔位移传感器设计及其静态特性分析DesignandStaticCharacteristicsAnalysisofDifferentialHallDisplacementSensor谭卿杰培养单位（院、系）：机电工程学院指导教师姓名、职称：罗丽萍教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：机械工程论文答辩日期：2016年12月09日答辩委员会主席：评阅人：2016年12月09日学位论文独创性声明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作

2、及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等

3、复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日论文题目姓名学号论文级别博士□硕士■院/系/所E_mail备注：专业□公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，年月后公开）摘要摘要铁路运输是我国最重要的陆上运输方式之一，在促进经济发展方面起到重要作用。随着近年来我国高速铁路的蓬勃发展

4、，铁路运输的安全性也越发受到国民的关注。轨道不平顺严重影响着列车行驶的平稳性与安全性，而钢轨波浪形磨耗（简称：波磨）作为轨道不平顺的一种，是造成列车行驶啸叫噪声和轮轨接触振动的主要原因，严重时会导致钢轨扣件失效等影响列车行驶安全和钢轨使用寿命的问题。因此，钢轨波磨检测十分重要，及时检测出钢轨波磨并对轨道进行打磨，可以减小波磨对铁路运输安全性的威胁。目前，钢轨波磨检测主要采用对钢轨表面法向位移进行检测的方法。其核心传感器为接触式或非接触式直线位移传感器。由于钢轨波磨的幅值很小，该位移传感器属于精密微位移传感器范畴，同时，由于钢轨波磨波长较短，要求被测位移点的

5、位置准确，作用范围小。接触式测量过程中，使用接触式直线位移传感器与钢轨踏面进行接触测量，检测结果直观，精度较高，但是由于传感器敏感元件与钢轨直接接触，会导致传感器特性变差，甚至导致传感器的损坏。非接触式测量是利用非接触式传感器，对钢轨轨面进行测量，而非接触式传感器特性的好坏将直接影响测量结果。由于目前主流使用的非接触式传感器普遍成本高，使用环境具有一定局限性，因此本文提出了使用霍尔传感器进行钢轨非接触式测量的技术方案。本文通过分析几种用于非接触式测量的位移传感器，选定霍尔传感器为研究对象，设计了霍尔传感器位移测量实验，并通过实验得到了霍尔传感器静态特性指标

6、。实验结果表明霍尔传感器灵敏度高，分辨率满足测量需求，但非线性误差较大。因此提出了设计一种差动式霍尔位移传感器减小测量非线性误差的技术方案，包括了设计差动式霍尔位移传感器样机、建立测量模型、搭建标定实验平台、标定静态特性和测量数据分析在内的系统研究工作。本文通过分析差动式霍尔位移传感器位移测量数据，验证了设计方案的可行性，差动式霍尔传感器满足测量需求并有效的减小了非线性误差。关键词：波磨；非接触式测量；差动式霍尔位移传感器；静态特性分析IABSTRACTABSTRACTAsthemostimportantmodeoflandtransportationof

7、ourcountry,railwaytransportationplaysanimportantroleinthedevelopmentofthenationaleconomy.WiththedevelopmentofChinesehigh-speedrailway,passengerswillpaymoreattentiontothesafetyofrailwaytransportation.Trackshortwaveirregularityhasanimpactonthestabilityandsecurityofthetrain.Railcorru

8、gationasakindoftrackshortwaveirre