發(fā)布時間：2016-12-01 14:44

  本文關鍵詞：基于無源無線聲表面波技術的機床主軸熱監(jiān)測系統(tǒng)研究與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《浙江大學》 2015年

基于無源無線聲表面波技術的機床主軸熱監(jiān)測系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

曾慶輝  

【摘要】：隨著數(shù)控機床加工精度要求的提高,機床熱誤差問題的研究變得尤為重要。而主軸作為機床的核心功能部件,其熱變形將影響整個機床的工作性能,因此對機床主軸的熱監(jiān)測技術研究具有十分重要的意義。論文在深入研究聲表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)溫度傳感技術相關理論的基礎上,提出了一種基于無源無線SAW傳感技術的機床主軸熱監(jiān)測方法,并針對該方法開展了相關的研究和實現(xiàn)工作。首先,闡述了研究工作的背景及意義,詳細綜述了機床主軸熱監(jiān)測技術和SAW傳感技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。在此基礎上,論文詳細論述了無源無線SAW溫度傳感技術的相關理論基礎,包括SAW傳感器的結構和分類等。結合不同類型傳感器的特點和論文的應用場合,選擇了單端諧振型SAW溫度傳感器,同時對該類型傳感器的測溫原理和頻率響應特性進行了討論,為熱監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)提供了理論基礎。其次,論文在SAW熱監(jiān)測系統(tǒng)總體設計的基礎上對閱讀器的射頻發(fā)射鏈路和射頻接收鏈路進行了詳細的設計和制作。發(fā)射鏈路主要包括本振模塊、射頻功放模塊和開關模塊；接收鏈路主要為下變頻模塊。論文針對每個功能模塊進行芯片的選型、電路的設計、制作和功能的測試等,最后完成了該系統(tǒng)閱讀器的研制。同時論文完成了該系統(tǒng)上位機軟件的設計與開發(fā),該軟件主要實現(xiàn)閱讀器上傳數(shù)據(jù)的接收、處理和顯示等功能。最后,論文在天線設計理論的研究基礎上,開展了SAW主軸熱監(jiān)測系統(tǒng)性能分析和優(yōu)化研究。通過系列實驗研究了不同因素對系統(tǒng)電磁信號傳輸質(zhì)量的影響,包括信號傳輸距離、天線間夾角和周圍的金屬環(huán)境,根據(jù)實驗結果設計了該系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案。基于該系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案,論文完成了熱監(jiān)測系統(tǒng)的靜態(tài)測溫實驗和主軸熱監(jiān)測實驗,通過靜態(tài)測溫實驗驗證了諧振頻率與溫度的近似線性關系,分析了系統(tǒng)的靜態(tài)熱監(jiān)測性能；通過與傳統(tǒng)的有線熱監(jiān)測系統(tǒng)對比完成了主軸熱監(jiān)測實驗。結果表明SAW熱監(jiān)測系統(tǒng)可以更直接地獲取主軸溫度場的數(shù)據(jù),更明顯地反映主軸溫度場的變化情況。證明了基于無源無線SAW傳感技術的主軸熱監(jiān)測方法的有效性和優(yōu)越性。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

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本文編號：200794