题目：高速转轴用电涡流位移传感器的研究

高速磁悬浮转轴是近年来国内外研究的热点，其应用也日益广泛。精确的测量高速磁悬浮转轴的间隙是保障转轴系统安全的关键。本论文研究了用于测量高速磁悬浮转轴振动位移的电涡流位移传感器。论文首先从分析传感器敏感元件线圈所激发的电磁场分布情况入手，研究了线圈结构参数对电磁场分布的影响规律并提出了一种检测线圈优化设计的方法。利用这种方法设计了一个用来优化线圈结构参数的目标函数，这个目标函数包含了线圈激发的磁场强度的梯度、线圈品质因数和线圈导线长度三个参数。文中给出了利用遗传算法求解上述目标函数获得线圈结构参数最佳值的结果。实验证明这种方法对线圈的绕制具有一定的参考价值。论文中深入研究了电涡流位移传感器的动态特性，选择了常用的运算放大器检波电路和二极管检波电路两种方案进行了比较。通过仿真分析和实验研究，发现运算放大器检波电路适用于频率在几十千赫以下的情况；而二极管检波电路适用的频率范围较宽，可以达到几兆赫兹。由于激励信号频率为1MHz，所以文中选择了二极管检波电路方案。另外，文中还设计了一个模拟高速转轴振动位移的实验装置，通过这个装置对所设计的电涡流传感器的动态特性进行了实验研究。实验结果表明所设计的电涡流传感器的动态特性完全能够满足对高速转轴振动位移测量的要求。差动电桥方案能够抵消掉环境温度的变化对传感器测量所造成的影响。