1、鋰電池極片涂膜測厚儀設計及精度分析摘要：文章設計了一種基于微處理器的電感測微儀，把這項技術應用在鋰電池極片涂膜的厚度測量中，通過一系列的試驗對該電感測微儀性能參數進行了評價。試驗數據表明，該測量儀具有良好的性能指標，能在精密和超精密測量領域中使用。關鍵詞：電感測微儀；機械定位機構；精度分析designoflithiumpolepiecefilmthicknessmeasuringinstrumentsandprecisionanalysisyangning,yangyong-yue(schoolofinstrumentscieneeandopto-electronicsengineering,

2、hefeiuniversityoftechnology,hefeianhui230009,china)abstract:wedesignedainductaneemicrometerbasedonthemicroprocessor,andweusedthetechnologyinthefilmthicknessmeasurementaboutlithiumbatteriespolepiece.throughaseriesoftests,weevaluatedtheinductaneemicrometerperformaneeparameters.fromtheexperimentaldatas

3、howthatthemeasuringinstrumenthasagoodperformanee.itcanbeusedinthefieldofprecisionandultra-precisionmeasurement.keywords:inductivemicrometer;mechanicalpositioningmechanism;precisionanalysis鋰電池極片由一臺擠壓機擠壓而成，待測涂膜厚度僅為120160卩m屬于超薄范圍。涂膜材料由磷酸鐵鋰、石墨、錳酸鋰等構成，極片生產速度約45m/min,極片涂膜的厚度檢測對于生產有著重要的意義。本課題要求測厚儀測量精度為士2卩m

4、能快速、無損傷、精密地在線測量非磁性金屬極板上涂膜的厚度，對測量值進行實時顯示。電感式傳感器是利用線圈自感式互感系數的變化來實現非電量測量的一種裝置，可以分為自感和互感兩大類。互感式傳感器由于利用了變壓器原理，又往往做成差動式，故常常稱之為差動變壓器式傳感器。本文介紹的測微儀就是利用這種傳感器而設計的，這種傳感器結構簡單、使用靈活、壽命長、線性度好，具有高分辨率和高靈敏度，且有配套集成電路等特點1。1總體設計及系統工作原理單片機控制環境下的測微儀主要包括電感式傳感器、正弦波振蕩器、帶通放大器、相敏檢波器及計算機系統，工作原理框圖如圖1所示。測微儀采用高精度的電感傳感器接觸式測量，工件的微小位移

5、經電感式傳感器的測頭帶動兩線圈內銜鐵移動，使兩線圈內的電感量發生相對變化。交流阻抗相應變化，電橋失去平衡，輸出一個幅值與位移成正比、頻率與振蕩器頻率相同、相位與位移方向相對應的調制信號2。此信號經放大，由相敏檢波器鑒出極性，得到一個與銜鐵位移相對應的直流電壓信號，經a/d轉換器輸入到計算機。文中介紹的測微儀采用了單片機使其智能化，可以進行零點遷移、數碼顯示、數據打印、串行數據通訊等功能，當它與計算機聯合使用時，可以完成復雜的測量和數據處理。2定位機構設計和操作機械定位機構如圖2所示，主要包括立板、頂板、底板、高精度對滾軸承、連接柱、彈簧限位板、螺桿等。測頭是一滾動機構，可隨傳動膜的直線移動而滾動，避免由于測量力的作用劃傷涂膜，被測涂膜極板另一面是與滾動測頭對滾的高精密軸承。使用時只要把傳感器夾固在支架上，其測頭頂在被測點上，就可以直接測量物體間的相對變位，從而可以對位移、厚度、壓力、振動、應變等參數進行測量3。安裝前將限位板提升拉鈕輕輕提升，旋轉方向后放下，則測頭處于限位非測量狀態；將測頭提升拉鈕輕輕旋轉方向后放下，則測頭壓緊被測涂膜，處于測量狀態。當軸承之間有極片涂膜通過時，會產生有一定的位移量，電感傳感器有產生一信號，這就是信號傳輸來源。儀器使用時要先進行調零，松開傳感器夾緊固件和微調夾緊螺釘。上下移動傳感