本文關(guān)鍵詞：基于無源無線聲表面波技術(shù)的機(jī)床主軸熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《浙江大學(xué)》 2015年

基于無源無線聲表面波技術(shù)的機(jī)床主軸熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

曾慶輝  

【摘要】：隨著數(shù)控機(jī)床加工精度要求的提高,機(jī)床熱誤差問題的研究變得尤為重要。而主軸作為機(jī)床的核心功能部件,其熱變形將影響整個(gè)機(jī)床的工作性能,因此對(duì)機(jī)床主軸的熱監(jiān)測(cè)技術(shù)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(shù)相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,提出了一種基于無源無線SAW傳感技術(shù)的機(jī)床主軸熱監(jiān)測(cè)方法,并針對(duì)該方法開展了相關(guān)的研究和實(shí)現(xiàn)工作。首先,闡述了研究工作的背景及意義,詳細(xì)綜述了機(jī)床主軸熱監(jiān)測(cè)技術(shù)和SAW傳感技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上,論文詳細(xì)論述了無源無線SAW溫度傳感技術(shù)的相關(guān)理論基礎(chǔ),包括SAW傳感器的結(jié)構(gòu)和分類等。結(jié)合不同類型傳感器的特點(diǎn)和論文的應(yīng)用場(chǎng)合,選擇了單端諧振型SAW溫度傳感器,同時(shí)對(duì)該類型傳感器的測(cè)溫原理和頻率響應(yīng)特性進(jìn)行了討論,為熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。其次,論文在SAW熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)閱讀器的射頻發(fā)射鏈路和射頻接收鏈路進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)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(guān)模塊；接收鏈路主要為下變頻模塊。論文針對(duì)每個(gè)功能模塊進(jìn)行芯片的選型、電路的設(shè)計(jì)、制作和功能的測(cè)試等,最后完成了該系統(tǒng)閱讀器的研制。同時(shí)論文完成了該系統(tǒng)上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā),該軟件主要實(shí)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(shè)計(jì)理論的研究基礎(chǔ)上,開展了SAW主軸熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能分析和優(yōu)化研究。通過系列實(shí)驗(yàn)研究了不同因素對(duì)系統(tǒng)電磁信號(hào)傳輸質(zhì)量的影響,包括信號(hào)傳輸距離、天線間夾角和周圍的金屬環(huán)境,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案�；谠撓到y(tǒng)的優(yōu)化配置方案,論文完成了熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)溫實(shí)驗(yàn)和主軸熱監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn),通過靜態(tài)測(cè)溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了諧振頻率與溫度的近似線性關(guān)系,分析了系統(tǒng)的靜態(tài)熱監(jiān)測(cè)性能；通過與傳統(tǒng)的有線熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)比完成了主軸熱監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明SAW熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以更直接地獲取主軸溫度場(chǎng)的數(shù)據(jù),更明顯地反映主軸溫度場(chǎng)的變化情況。證明了基于無源無線SAW傳感技術(shù)的主軸熱監(jiān)測(cè)方法的有效性和優(yōu)越性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

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本文編號(hào)：200794