历经十多年的努力,圆分度时栅位移传感器的研究已有很大突破,在时栅从实验室研究成果到市场化的产品推广过程中迈出了步伐。与传统栅式位移传感器相比,时栅位移传感器具有制造工艺简单、结构简单、抗干扰能力强、成本低、智能化程度高等显著优势,具有很好的市场前景。已经研制出的场式直线时栅位移传感器样机验证了场式时栅完全可以用于直线测量,解决了机械式时栅不能解决的无限长运动坐标系问题。笔者所在的课题组在国家自然科学基金的资助下,借鉴了研发圆分度时栅位移传感器过程中积累的丰富经验,进一步对场式直线时栅位移传感器进行了更深入的研究。在提高直线时栅精度上解决了一些关键技术问题。本文所反映的主要研究内容如下:1.对比分析光栅、感应同步器和时栅的工作原理,找出它们的共性与区别,为直线时栅位移传感器进一步研究提供了理论依据。2.提出合理的设计方案,以形成满足时空坐标转换的行波磁场。首先,设计出圆柱代替开槽使间隙均匀的机械结构,保证了三相交流电机式绕组线圈在空间上的均匀性。其次,自制的信号源给定尺绕组线圈提供对称的三相激励电流。以上两点是行波磁场构建匀速运动坐标系的关键所在,也是场式直线时栅的理论实现基础。3.分别设计出定尺与导轨机构和滑尺与滑块机构,保证了滑尺通过导轨与定尺保持平行,简化了机构安装环节,减小了阿贝误差的影响。4.采用逐点误差补偿法和最小二乘法对误差数据进行拟合,设计出更加方便的人机界面测量系统,将下位机产生的数据通过RS-232串口通讯传给上位机,进行数据采集。5.分析了直线测量中的阿贝原则和温度影响所引起的误差,并采取一定的措施来减小这些误差,或者将其控制在一定范围之内。综上所述,在已经验证的场式直线时栅位移传感器可行性基础上,进行了更深层次的研究,解决了影响直线时栅精度的几个关键问题,为直线时栅位移传感器研究工作的全面展开奠定了基础,对高精度直线时栅位移传感器的研发工作具有重要意义,加快了时栅传感器由实验室研究成果向市场产品化的步伐。