亚纳米精度电涡流传感器的理论和设计研究
| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-10页 |
| 目录 | 第10-15页 |
| 图目录 | 第15-20页 |
| 表目录 | 第20-21页 |
| 第一章 绪论 | 第21-37页 |
| ·引言 | 第21页 |
| ·非接触式位移传感器 | 第21-26页 |
| ·激光位移传感器 | 第22页 |
| ·电容位移传感器 | 第22-24页 |
| ·电涡流位移传感器 | 第24-26页 |
| ·位移传感器的性能指标 | 第26-30页 |
| ·传感器的量程和线性度 | 第26-27页 |
| ·涡流传感器的带宽 | 第27-28页 |
| ·涡流传感器的分辨率与噪声水平 | 第28-29页 |
| ·传感器的热稳定性(温度漂移) | 第29-30页 |
| ·国内外电涡流位移传感器的发展历史和研究现状 | 第30-32页 |
| ·电涡流位移传感器产品 | 第30页 |
| ·国内电涡流传感器研究现状 | 第30-31页 |
| ·国外电涡流传感器的研究与发展趋势 | 第31-32页 |
| ·本论文的研究目的和创新性 | 第32-34页 |
| ·现有涡流传感器研究的局限性 | 第32-33页 |
| ·电涡流传感器的设计难点 | 第33页 |
| ·电涡流传感器的应用研究 | 第33-34页 |
| ·本论文的内容和结构安排 | 第34-37页 |
| 第二章 ECS的等效模型和仿真分析 | 第37-61页 |
| ·涡流传感器的相关理论 | 第37-44页 |
| ·涡流效应 | 第37-40页 |
| ·电涡流传感器的工作原理 | 第40-41页 |
| ·磁性目标与非磁性目标 | 第41-43页 |
| ·电涡流传感器的变压器模型 | 第43-44页 |
| ·涡流等效环路模型分析 | 第44-50页 |
| ·穿透深度 | 第44-45页 |
| ·涡流分布 | 第45-47页 |
| ·涡流等效环模型 | 第47-49页 |
| ·涡流等效环路模型分析 | 第49-50页 |
| ·电涡流传感器的响应曲线特点 | 第50-53页 |
| ·涡流传感器的仿真分析 | 第53-59页 |
| ·涡流传感器仿真的理论基础 | 第53-54页 |
| ·建模和仿真方法 | 第54-56页 |
| ·涡流传感器不同目标材料和工作频率下的响应 | 第56-59页 |
| ·本章小结 | 第59-61页 |
| 第三章 探测线圈的优化设计与制造 | 第61-85页 |
| ·线圈尺寸与传感器性能的关系 | 第61-65页 |
| ·线圈尺寸与磁场分布 | 第61-63页 |
| ·线圈阻抗的计算 | 第63-64页 |
| ·探测线圈设计的基本原则 | 第64-65页 |
| ·线圈形状的设计与优化 | 第65-73页 |
| ·内径优化 | 第65-68页 |
| ·导线直径的选取 | 第68-69页 |
| ·线圈厚度优化 | 第69-72页 |
| ·线圈的工作频率 | 第72-73页 |
| ·探测线圈的制造工艺 | 第73-78页 |
| ·绕线法 | 第73-74页 |
| ·PCB线圈 | 第74页 |
| ·光刻(Lithography) | 第74-76页 |
| ·低温陶瓷烧结法(LTCC) | 第76页 |
| ·喷射打印法(ink-jet print) | 第76-77页 |
| ·MEMS兼容自动绕线工艺 | 第77-78页 |
| ·基于往复线圈的紧凑型涡流传感器探头 | 第78-83页 |
| ·往复线圈的磁场 | 第78-80页 |
| ·往复线圈的响应曲线 | 第80-82页 |
| ·往复线圈的实验 | 第82-83页 |
| ·往复线圈探头的优势 | 第83页 |
| ·本章小结 | 第83-85页 |
| 第四章 高分辨率ECS样机的设计和测试 | 第85-119页 |
| ·常用涡流传感器解调电路及其特点 | 第85-90页 |
| ·谐振频率法 | 第86-87页 |
| ·幅值和相位法 | 第87-89页 |
| ·交流电桥法和差动法 | 第89-90页 |
| ·交流电桥阻抗分离电路的原理 | 第90-94页 |
| ·基于V-I变换器的电路 | 第90-91页 |
| ·交流电桥实现阻抗分离 | 第91-93页 |
| ·锁定放大器同步解调电路 | 第93-94页 |
| ·ECS探头的设计和制造 | 第94-99页 |
| ·ECS线圈的绕制 | 第95-96页 |
| ·ECS探头的封装及线缆 | 第96-97页 |
| ·ECS探头的初步测试 | 第97-98页 |
| ·参考线圈的设计与制造 | 第98-99页 |
| ·高分辨率ECS电路系统设计 | 第99-108页 |
| ·电源模块的设计 | 第99-100页 |
| ·信号源及激励电路的设计 | 第100-102页 |
| ·信号解调模块 | 第102-104页 |
| ·滤波输出模块 | 第104-105页 |
| ·PCB板设计 | 第105-106页 |
| ·PCB盒子的设计及系统组装 | 第106-108页 |
| ·测试系统的设计 | 第108-110页 |
| ·性能测试结果及讨论 | 第110-117页 |
| ·灵敏度及线性度测量 | 第111-112页 |
| ·微小位移变化的测量 | 第112-114页 |
| ·噪声功率谱密度测试和分辨率分析 | 第114-115页 |
| ·悬臂梁微小变形的测量演示 | 第115-117页 |
| ·本章小结 | 第117-119页 |
| 第五章 ECS的温度漂移分析及补偿方法 | 第119-141页 |
| ·涡流传感器的温度漂移来源 | 第119-125页 |
| ·电阻率的温度漂移 | 第119-121页 |
| ·探测线圈阻抗的温度漂移 | 第121-122页 |
| ·被测目标电阻率温漂的影响 | 第122-124页 |
| ·同轴线缆温度变化 | 第124-125页 |
| ·电子电路的温度漂移 | 第125页 |
| ·涡流传感器的温度漂移特性分析 | 第125-127页 |
| ·涡流传感器的温度漂移自动补偿 | 第127-134页 |
| ·涡流传感器样机 | 第127-129页 |
| ·温度系数测量装置 | 第129-132页 |
| ·温漂自动补偿实验 | 第132-134页 |
| ·恶劣环境下的温漂自动补偿 | 第134-140页 |
| ·恶劣环境下的综合校正方法 | 第134-137页 |
| ·恶劣环境下温漂补偿实验 | 第137-140页 |
| ·本章小结 | 第140-141页 |
| 第六章 ECS的材料选择性及其消除方法 | 第141-155页 |
| ·ECS材料选择性的来源和特点 | 第141-144页 |
| ·ECS材料选择性的分析和校正 | 第144-153页 |
| ·复镜像法分析 | 第144-147页 |
| ·平移法的仿真和实验结果 | 第147-151页 |
| ·一种自动识别目标特性的平移校正方法 | 第151-153页 |
| ·基于平移校正的ECS温度补偿方法 | 第153-154页 |
| ·本章小结 | 第154-155页 |
| 第七章 基于ECS的金属膜厚度测量新方法 | 第155-173页 |
| ·金属膜厚度测量的研究现状 | 第155-158页 |
| ·金属膜厚度测量的意义和主要方法 | 第155-156页 |
| ·涡流法测量金属膜厚度的研究进展 | 第156-158页 |
| ·基于提离线斜率的厚度测量方法 | 第158-165页 |
| ·提离线斜率与金属膜厚度的关系 | 第159-160页 |
| ·基于LOC斜率的厚度测量法的仿真分析 | 第160-163页 |
| ·原理性实验验证 | 第163-165页 |
| ·一种在线厚度测量实验系统的设计与验证 | 第165-169页 |
| ·实验系统设计 | 第165页 |
| ·复阻抗分离测量电路的设计 | 第165-167页 |
| ·基于LabView的金属膜厚度测量系统 | 第167-169页 |
| ·基于LOC斜率的厚度测量系统的分析讨论 | 第169-171页 |
| ·本章小结 | 第171-173页 |
| 第八章 总结与展望 | 第173-177页 |
| ·工作总结 | 第173-175页 |
| ·研究展望 | 第175-177页 |
| 参考文献 | 第177-185页 |
| 致谢 | 第185-187页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第187-188页 |
