A non‐contact gap measurement method for narrow and irregular targets using inductive planar sensors with simple calibration
A non‐contact gap measurement method for narrow and irregular targets using inductive planar sensors with simple calibration
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一种使用简单校准的电感式平面传感器对狭窄和不规则目标进行非接触式间隙测量的方法
DOI：
10.1049/smt2.12071
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhe, Jiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiao, Dian;Ni, Liwei;Yu, Xueyang;Zhe, Jiang
平面电感式传感器广泛用于非接触式间隙测量。通常，目标的尺寸、形状或材料的变化需要对测量设置进行繁琐的重新校准。本文提出了一种新的方法来测量差距不规则和狭窄的目标，使用平面电感传感器没有这个繁琐的校准过程。对该目标上的磁场分布进行了数值研究，研究结果表明，通过将目标中的感应电流建模为虚拟平面线圈，可以进行更简单的校准。对于这个目标，我们发现对应于不同材料的校准曲线可以通过在基础曲线上添加常数C来获得。为了验证这种方法，使用四个金属涡轮机叶片形状目标对三个不同尺寸的平面线圈进行了测试。结果表明，实测间隙与真实的间隙吻合较好，最大误差为3.703%。新方法可应用于各种应用，包括3D打印机构建平台校准、带锯条偏差检测和刀片尖端间隙监测。
Planar inductive sensors are widely used for non‐contact gap measurement. Usually, a change in size, shape, or material of the target requires a tedious recalibration of the measurement setup. This paper aims to present a new method to measure the gap from irregular and narrow targets using a planar inductive sensor without this tedious calibration process. The magnetic field distribution on this target was numerically studied, and the findings suggested that a simpler calibration would work by modeling the induced current in the target as a virtual planar coil. For this target, we found that the calibration curves corresponding to different materials can be obtained by adding a constantCto the base curve. To validate this approach, three planar coils of different sizes were tested with four metallic turbine blade‐shaped targets. Results showed that the measured gaps matched well with the real gaps, with a maximum error of about 3.703%. The new approach can be applied to various applications including 3D printer build platform calibration, bandsaw blade deviation detection, and blade tip clearance monitoring.
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