一种低成本的狭小空间位移量精确测量方法

魏建波，韩福江，杨欣然，王华吉

（北京航天发射技术研究所，北京，100076）

0 前言

一种串联缸需要长期监测活塞连杆上24个部位与缸壁间的间隙在工作状态、运输状态及储存状态下的变化情况。正常情况下活塞杆与缸壁的平均间隙是55mm，其各个方向的变形数据在±10mm范围内，要求测量不确定度控制在±0.05mm。如此狭小的空间内长期精确测试位移，对位移传感器的尺寸、性能指标要求均较高。

由于串联缸在工作时活塞会在活塞缸内往复运动，接触式的位移传感器如拉线式位移传感器、推杆式位移传感器会损伤活塞缸，影响装置的正常工作，不适用于本场合。

电涡流位移传感器尺寸较小，现阶段通常选用电涡流位移传感器进行小空间内的位移测量。但是电涡流位移测试要求被测物必须为导体，针对不同材料需要分别进行校准和标定，使用较为不便；而且被测物的形状对测量结果有影响，电涡流传感器测量的位移为在被测导体上形成的电涡流范围内的平均位移，对于弧形的活塞缸来说，为了提高测量精度，需要减小传感器的直径，从而减小活塞缸上形成的磁场范围，这也会带来成本的提高；电涡流位移传感器的精度指标普遍不高，综合不确定度普遍超过1%，若需要高精度电涡流位移传感器则成本较高，性能稳定的国产电涡流传感器单支价格在3500元以上，德国米铱生产的电涡流传感器单支在3万元左右，成本较高；通常小型电涡流传感器本身结构尺寸在30mm～40mm，若在更小的空间内则无法使用。……