该文分析了用于位移矢量水听器的电涡流传感器的工作原理, 对电涡流传感器的传感系数进行研究, 得到了电涡流探头线圈的各参数对传感系数的影响, 并通过实验对传感系数的计算模型进行了验证。对电涡流位移传感器的指向性分辨力进行研究。运用有限元软件对其进行仿真, 得到主轴方向上传感系数与主轴正交方向上传感系数之比, 该比值随着金属被测体半径的增大而增大, 且均大于20 dB, 满足矢量水听器指向性分辨力的要求。

提出一种利用压电堆激励测量结构固有频率的方法, 该方法利用压电堆产生纳米级微小振动对结构进行扫频激励。与传统的采用振动台激励、锤击等固有频率测量方法相比, 所提出的方法激振幅度小, 对于阻尼小、品质因数高且达到共振频率时位移放大系数大的结构, 也不会产生破坏。设计了品质因数很高的悬臂梁结构进行实验, 为准确探测微小振动信号, 采用电涡流传感器测量位移, 并使用锁定放大器提高信噪比。仿真与实验数据表明, 该方法准确有效, 可实现对结构固有频率的无损测量。

某构件为多层窄间隙结构的容器装置，为测试在具有一定压力的高速流场中流体诱发的内层板振动情况，基于电涡流原理设计了一种屏蔽式电涡流传感器，完成了屏蔽式电涡流传感器的探头线圈参数和探头壳体结构参数的优化设计、装配调试和第三方校准。试验结果表明：研制的屏蔽式电涡流传感器，在不干扰“流场”，对装置结构不构成影响的前提下，实现了板间窄间隙振动的测试，传感器可靠有效。

为了精确的测量电涡流传感器的距离 -电压输出线性区间和线性位移精度, 本文采用了显微散斑相关法对位移进行标定。首先, 利用精度为 5 μm位移平台进行位移调节, 得到位移和电涡流传感器输出电压的线性区间。然后, 在线性区间内进行密集采样, 通过显微照相系统采集散斑图, 利用散斑相关法求出位移, 得到更高精度的位移-电压曲线。分析了显微散斑照相的检测流程与检测精度; 讨论了散斑尺寸对测量的影响。设计了测量光路参数: 采用 40×显微物镜配合 20×读数显微镜可以实现 64.5×的放大倍率。对 40铬材料进行了位移 -电压曲线标定实验, 实验结果证明: 本系统可以实现高精度的电涡流传感器位移标定, 测量精度达到 0.09 μm, 要实现更高精度的标定可以提高显微系统的放大倍率。

研究了磁悬浮进给机构在进给运动时的磁力耦合现象.进给机构的磁悬浮系统采用了具有自动归中作用的V型导轨结构,保证了机构进给运动的导向精度,可应用于光刻机等精密光机系统,且满足超净无尘及精密定位要求.通过分析机构磁悬浮系统中电磁铁的磁力分布,给出了耦合磁力的计算公式.分析结果表明:磁悬浮系统在其控制过程中存在着磁力耦合,具体表现为:如果进给运动时平台在水平方向发生偏移,那么左右两侧电磁铁的磁力在水平及水平垂直方向将产生相互耦合作用;而垂直方向的偏移不会引起磁力的耦合.在控制系统中引入补偿器后,可使系统解耦,因产生的耦合磁力很微小,可以忽略不记.