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時柵E+E位移傳感器的電磁場分析及其結構優化
時柵E+E位移傳感器是一種通過對時間測量而完成空間測量的柵式傳感器，這里是狹隘地指磁場式時柵E+E位移傳感器，場式時柵和變耦合系數型時柵是其中的兩大類型，它們都是以電磁場作為媒介將空間位移量轉化成電信號。隨著時柵E+E位移傳感器朝著高速測量和高精度測量方向的發展，當前傳感器本身的工藝結構設計和細節參數已經不能滿足發展的需要，但傳統的時柵傳感器設計方法已經對傳感器進一步的改進顯得頗為吃力。

時柵E+E位移傳感器的電磁場分析及其結構優化
為解決時柵傳感器協同工作而相互干擾的問題,減少傳感器協同工作時數據采集的復雜程度。用分時激勵、分時采集和排隊發送數據來消除多路傳感器相互影響的思想,設計了基于高精度分時激勵電路、采集電路和串口發送電路。利用QUARTUSⅡ9.0開發平臺,用Signal TapⅡ進行邏輯分析,并通過兩個時柵E+E位移傳感器搭建試驗平臺。一方面傳統的設計流程不僅需要投入大量的人力、物力，而且往往一種新方案的設計要花費相當長的時間，再加上日前消費水平的飛速提高，隨之而來的研究的成本越來越大；另一方面傳統的時柵傳感器設計方法不能比較精確地分析傳感器中的電磁場，以致設計的傳感器雖然能滿足當前大多數情況下的要求，但傳感器的輸出信號與理想中的信號相差比較大，所以在有些情況下，比如說在進行高速測量時，即動態測量時，傳感器的輸出信號質量就要變差，導致測量精度的下降。對于時柵E+E位移傳感器發展過程中逐漸呈現的這些問題，傳統的設計方法又不能很好地滿足解決問題的需要，所以迫切需要尋求更好的方法改進傳感器的設計方法。為了迎合時柵傳感器發展的需要，我們加強了對時柵傳感器電磁場的分析。在對時柵傳感器進行磁路分析的基礎上，電磁場有限元分析法被引入到時柵傳感器的設計流程中，一方面使我們對時柵傳感器的電磁場有更準確的把握，不再只是簡單的“定性”分析，還要做到“定量”分析，另一方面我們可以根據時柵傳感器的電磁場分析結果來優化其結構，改善其輸出信號質量，使其能適應高速測量的需要，又能具有更高的測量精度。可以根據新方案在Ansoft Maxwell中構建出模型，然后對其進行仿真，如果方案中有不合理的地方可以在Ansoft Maxwell中對模型進行修改，再仿真，直至得到令人滿意的新方案。對時柵傳感器的電磁場加強分析后，不僅發現了目前傳感器中存在的一些問題，而且還找到了對傳感器結構優化的方案。

時柵E+E位移傳感器的電磁場分析及其結構優化
由于對時柵傳感器的有限元計算所運用計算機軟件Ansoft Maxwell不僅完成了對時柵傳感器電磁場的求解，而且它給時柵傳感器的方案改進帶來了便利，可以大大節約新方案的設計時間。仿真實驗表明，優化后的時柵傳感器輸出信號質量較以前有很大改善，因而傳感器的性能得以提高。試驗表明,采用分時激勵和分時采集的方法,傳感器的精度從原來的±3″提高到±1″,可以有效解決多傳感器相互干擾的問題。