| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第18-32页 |
| 1.1 引言 | 第18页 |
| 1.2 非接触式位移传感器 | 第18-25页 |
| 1.2.1 几种常见的非接触式位移传感器 | 第18-20页 |
| 1.2.2 位移传感器的性能指标 | 第20-25页 |
| 1.2.3 天文观测对高性能位移传感器的需求 | 第25页 |
| 1.3 非接触式厚度传感器 | 第25-28页 |
| 1.3.1 金属薄膜厚度测量的意义和主要方法 | 第25-26页 |
| 1.3.2 金属膜厚度传感器的研究现状 | 第26-28页 |
| 1.4 本论文的研究目的和创新性 | 第28-29页 |
| 1.5 本论文的内容和结构安排 | 第29-32页 |
| 第2章 电涡流传感器的理论、模型和仿真 | 第32-44页 |
| 2.1 电涡流传感器的相关理论 | 第32-35页 |
| 2.1.1 电涡流效应 | 第32-34页 |
| 2.1.2 电涡流传感器的工作原理 | 第34页 |
| 2.1.3 铁磁性导体和非铁磁性导体 | 第34-35页 |
| 2.2 电涡流传感器等效模型分析 | 第35-38页 |
| 2.2.1 变压器模型 | 第35-36页 |
| 2.2.2 等效环路模型 | 第36-38页 |
| 2.2.3 位移传感器与厚度传感器的分支 | 第38页 |
| 2.3 涡流传感器的仿真分析 | 第38-43页 |
| 2.3.1 仿真软件介绍 | 第38-39页 |
| 2.3.2 建模和仿真方法 | 第39页 |
| 2.3.3 距离传感器的影响因素 | 第39-43页 |
| 2.3.4 厚度传感器的影响因素 | 第43页 |
| 2.4 本章总结 | 第43-44页 |
| 第3章 电涡流位移传感器系统设计和测试 | 第44-82页 |
| 3.1 天文望远镜对位移传感器的应用需求 | 第44-48页 |
| 3.1.1 应用场景介绍 | 第44-45页 |
| 3.1.2 参数指标需求 | 第45-48页 |
| 3.2 探测线圈的设计和制作 | 第48-54页 |
| 3.2.1 线圈形状参数的选择 | 第49-51页 |
| 3.2.2 线圈制造的工艺对比 | 第51-53页 |
| 3.2.3 线圈制造的最终方案 | 第53-54页 |
| 3.3 交流电桥的设计和优化 | 第54-67页 |
| 3.3.1 单臂分压电路 | 第54-56页 |
| 3.3.2 阻抗分离电桥的原理 | 第56-57页 |
| 3.3.3 电桥电路和单臂分压电路的比较 | 第57-59页 |
| 3.3.4 电桥调平衡的步骤 | 第59-60页 |
| 3.3.5 提高稳定性的措施 | 第60-62页 |
| 3.3.6 MATLAB数值分析方法 | 第62-63页 |
| 3.3.7 电桥参数对灵敏度的影响 | 第63-66页 |
| 3.3.8 电桥参数对温漂系数的影响 | 第66-67页 |
| 3.4 电路系统设计 | 第67-69页 |
| 3.5 性能测试 | 第69-80页 |
| 3.5.1 测试装置 | 第69-71页 |
| 3.5.2 灵敏度与线性度测试 | 第71-74页 |
| 3.5.3 精度和重复性测试 | 第74-78页 |
| 3.5.4 温度稳定性测试 | 第78-80页 |
| 3.6 本章小结 | 第80-82页 |
| 第4章 电涡流位移传感器温度漂移的补偿方法 | 第82-92页 |
| 4.1 温度漂移的来源 | 第82-85页 |
| 4.1.1 线圈与目标板的电导率漂移 | 第82-83页 |
| 4.1.2 电子电路的温度漂移 | 第83-84页 |
| 4.1.3 线圈尺寸热膨胀 | 第84-85页 |
| 4.2 温度漂移补偿方法 | 第85-88页 |
| 4.2.1 基本思想 | 第85-86页 |
| 4.2.2 基于解调电路的补偿方法 | 第86-88页 |
| 4.3 温度漂移测试 | 第88-90页 |
| 4.3.1 实验装置 | 第88-89页 |
| 4.3.2 测试结果 | 第89-90页 |
| 4.4 本章小结 | 第90-92页 |
| 第5章 差动结构在电涡流位移传感器的应用 | 第92-110页 |
| 5.1 差动结构的优化能力分析 | 第92-96页 |
| 5.1.1 差动结构对传感器性能参数的影响 | 第92-94页 |
| 5.1.2 优化空间的MATLAB数值计算 | 第94-96页 |
| 5.2 安装结构的设计 | 第96-102页 |
| 5.2.1 满足温度稳定性的需求 | 第96-98页 |
| 5.2.2 满足安装方便、调整简单的需求 | 第98-100页 |
| 5.2.3 铝片的选择与粘贴工艺 | 第100-102页 |
| 5.3 差动电桥的温漂讨论 | 第102-104页 |
| 5.3.1 两线圈的不一致性对温漂的影响 | 第102-103页 |
| 5.3.2 电桥调平衡的方式 | 第103-104页 |
| 5.4 优化结果 | 第104-108页 |
| 5.4.1 灵敏度和线性度 | 第104-105页 |
| 5.4.2 精度和重复性 | 第105-107页 |
| 5.4.3 温度稳定性 | 第107-108页 |
| 5.5 本章小结 | 第108-110页 |
| 第6章 高度追踪式金属膜厚度精密测量 | 第110-122页 |
| 6.1 基于提离线斜率的厚度测量原理 | 第110-112页 |
| 6.2 传感器系统设计 | 第112-115页 |
| 6.2.1 阻抗分离电路 | 第112-113页 |
| 6.2.2 高度抖动、追踪结构 | 第113-114页 |
| 6.2.3 基于LABVIEW的测量、反馈控制系统 | 第114-115页 |
| 6.3 试验结果与分析 | 第115-120页 |
| 6.3.1 LOC曲线斜率和厚度的线性关系 | 第115-116页 |
| 6.3.2 高度追踪系统的使用 | 第116-118页 |
| 6.3.3 传感器整体性能 | 第118-120页 |
| 6.4 本章小结 | 第120-122页 |
| 第7章 相位法金属膜厚度精密测量 | 第122-136页 |
| 7.1 传感器性能优化目标 | 第122页 |
| 7.2 获取提离线斜率的电路设计 | 第122-127页 |
| 7.3 实验结果与分析 | 第127-135页 |
| 7.3.1 tan(θ)与目标厚度的线性关系 | 第127-129页 |
| 7.3.2 提离高度的影响 | 第129-130页 |
| 7.3.3 测量范围的扩展 | 第130-131页 |
| 7.3.4 传感器温度特性 | 第131-132页 |
| 7.3.5 目标导体移动速度的影响 | 第132-133页 |
| 7.3.6 外部磁场对传感器的影响 | 第133-135页 |
| 7.4 本章小结 | 第135-136页 |
| 第8章 总结与展望 | 第136-140页 |
| 8.1 工作总结 | 第136-137页 |
| 8.2 研究展望 | 第137-140页 |
| 参考文献 | 第140-144页 |
| 致谢 | 第144-146页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第146-147页 |