磁悬浮转子集成位移检测系统的研究

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1、摘要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。在磁悬浮系统中，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转子位移测量时所面临的问题，如：各传感器采用独立的振荡源，各通道传感器信号循环采样，各通道都有信号调理电路而且与传感器分离等，研究设计低成本高性能的集成位移检测系统。针对以上的问题，本文对传感器系统做了一些研究设计和改进工作。对于传感器温度稳定性方面，采用有源晶振作为振源在较大的温度范围内保证频率的稳定度以提高传感器的稳定性；对于各传感器振荡源

2、不一致的问题，采用单振源驱动多传感器，使各传感器激振频率一致，减小通道间的串扰；并采用基于单片机的磁悬浮转子集成位移检测系统的设计。设计了传感器信号处理电路，包括高稳振源、检波、滤波放大等，并对各部分电路进行了仿真分析与实验研究。通过反复实验，实现了用同一振源驱动多传感器，并对多传感器信号进行采样，频率一致，幅值大致相同。在前人研究的基础上，针对高频信号激励下检波效果不好的问题，进行了全波检波电路的比较设计与实验研究分析，改善了频率对检波效果的影响；对集成位移检测系统中的一路位移信号检测电路进行了实验研究分析，设计了两类位移传感器，并做了静态标定实验和动态阶跃响应

3、实验研究，比较分析了它们的优劣，为磁悬浮转子位移检测系统的设计研究提供了一些数据基础。在磁悬浮转子位移检测系统的集成方面，采用基于单片机集成位移检测传感器的方案。为以后传感器进行多参数检测及智能化打下基础，为今后的改进和完善工作做了一些准备。论文最后在总结全文的基础上，对该项研究的发展进行了展望。关键词：磁悬浮转子，位移检测，涡流位移传感器AbstractMagneticbearingshavebeendescribedasarevolutioninsupportingtechnologyasaresultofauniquesetofproperties．Inth

4、emagneticlevitationsystem，therotordisplacementsignalthatsensorsdetectisthebasisofactivecontrolofthebearings，andisoneofthedifficultiesandemphasisofthestudyonthesystem．Themainpurposeofthispaperis：fortheproblemsmagneticrotordisplacementmeasurementfacedwiththeapplicationofgeneraleddycurre

5、ntdisplacementsensor,suchas"anindependentoscillationsourceusingineachsensor，allchannels’signalissarnplingedcircularly，alldemodulationcircuitsareseparatedfromtheirsensorsandSOon,wemustresearchanddesignahi曲-performancelow-costintegrateddisplacementdetectionsystem．Inviewoftheaboveproblem

6、s，thisarticlehasdonesomeresearchanddesignandimprovementworkonsensorssystem．Fortemperaturestabilityofthesensors，theuseofactivecrystalasalocaloscillatorinalargetemperaturerangeensuresthestabilityoffrequencyinordertoenhancethestabilityofthe$ensor．Fortheindependentoscillationofeachsensor，

7、weusesinglelocaloscillatortodrivemulti-sensorstoensurethesanlefrequencyofthesensors，reducingthecrosstalkbetweenchannels．Andwedesignthemagneticrotordisplacementdetectionsystembasedonsingle—chipcomputer．Authormakesthedesignofthesensorsignalprocessingcircuit，includinglligh—stabilitylocal

8、oscil