CN108489371B - 一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器，属于电涡流位移传感器领域，该传感器主要由工作探头、辅助探头、信号处理电路、温度补偿电路四部分构成。主探头与辅助探头主要由高温漆包线、陶瓷线圈骨架、高温胶、高温同轴电缆组成；信号处理电路主要是由振荡电路、检波电路、标定电路组成；温度补偿电路主要由温漂补偿电路和时漂补偿电路组成，其中温漂补偿电路主要由Pt100三线制温度采集电路、信号调理电路和除法器构成，时漂补偿电路主要由Pt100三线制温度采集电路、两探头差动电路组成。未补偿的信号先经过减法器消除温漂的偏置电压温漂误差，再经过除法电路消除灵敏度温漂误差。本发明传感器主要在高温磁悬浮轴承轴向中应用。

Description

一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器

技术领域

本发明属于电涡流位移传感器领域，具体涉及一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移 传感器及其温漂误差和时漂的误差补偿方法。

背景技术

电涡流位移传感器作为一种非接触、测量范围大、分辨率高、反应速度快的位移测量方 式被广泛的应用。普通的电涡流电路主要是由探头和信号处理电路两部分构成。其中探头主 要是由漆包线线圈和线圈骨架组成，温度信号处理电路主要是由振荡电路、检波电路和滤波 电路等模块组成。

在高温变温环境下，由于电涡流位移传感器其探头线圈所自带阻抗有热效应，在每次温 升稳定后，测量值会随着温度的变化而变化，即出现了温漂误差，如图4所示；与此同时， 由于物体的导热系数不同，相同的时间内会产生不同的温升结果，即在有限时间和空间内， 被测物温升与环境温升之间相对温升的滞后或超前现象，导致测量时产生了测量误差，称之 为时漂现象，如图5所示。这两种误差是导致电涡流位移传感器温度误差的主要原因。

电涡流位移传感器的分为三种类型，即定频调幅式、变频调幅式和调频式。不同的方式 会有不同的谐振量。针对温漂的补偿方法主要有三种方式。第一种，通过在传感器探头线圈 增加补偿环节，进而抑制温漂对线圈阻抗的影响；第二种，通过在探头外部加入特殊材料， 降低高温对传感器探头电气参数的影响；第三种，通过在信号处理电路中增加相应的补偿电 路实现对温漂的补偿。

本发明与中国专利申请CN200710077238.3、中国专利申请CN201520168073.1、中国专 利申请CN201710399982.X都实现了高温环境下的位移测量，与其区别在于本发明采用调频 调幅式电路，其中振荡电路选用LC选频网络，传感器电感L产生调制信号与载波信号，测 量电路原理更加复杂，针对温漂误差现象，利用减法器、除法器和辅助探头，实现对温漂误 差和时漂误差的补偿，测量精度也会更高，而中国专利申请CN200710077238.3电感L只产 生调整信号的位移信息，且不能消除因导热系数不同引起“时漂误差”的现象；中国专利申 请CN200710077238.3利用热敏电阻实现对温度上的闭环操作，仅仅能消除稳态下的温度漂 移现象，且补偿不精准，也不能消除“时漂误差”，中国专利申请CN201710399982.X的高 温电涡流位移传感器采用分级式数字补偿方法，能够补偿时漂误差和时漂现象，但其只能工 作在磁悬浮轴承中的径向方向测量，且只能在被测物运动方向的双向测量，不能单向测量， 不能工作在轴向方向测量，且存在依赖处理芯片并浪费硬件资源的缺陷，而本发明不仅根据 实际传感器中的温漂误差设计了Pt100三线制采集电路，实现温度-电压线性采集，利用除法 器和减法器消除温漂误差，利用辅助探头采集时漂信息，利用减法器消除时漂误差，并能独 立工作在高温磁悬浮轴承中的轴向方向测量。

目前在市场中，产品的测量范围在-30℃-175℃之间，未有适用于高于350℃高温环境的 轴向位移测量传感器成型产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温非接触式电涡流位移传感器的设计，使其能够在高于 350℃高温的环境中工作。利用除法器和辅助探头使之能够在磁悬浮轴承控制系统外部利用 模拟电路实现对温漂误差和时漂误差的补偿，实现高精准高温电涡流位移测量。

本发明采用的技术方案为：一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器，主要由 工作探头、辅助探头、信号处理电路和温度补偿电路四部分构成，工作探头和辅助探头主要 是由高温漆包线线圈、高温胶和陶瓷线圈骨架组成，高温漆包线绕陶瓷线圈骨架绕线，绕成 目标电感值后经高温胶包裹，防止高温环境下线圈脆化造成短路；信号处理电路主要是由振 荡电路、检波电路、调理电路组成，信号处理电路中振荡电路负责载波信号的产生，选用 LC振荡网络，电感L负责能量振荡的同时负责携带调制信号，调制信号包含在载波信号的 峰值信号内；检波电路负责获取振荡电路产生的载波信号的峰值信号，由二极管和电容组成， 调理电路由匹配电阻与运放器电路组成，可以实现测量信号线性度的任意调理。温度补偿电 路主要由温漂补偿电路和时漂补偿电路组成，其中温漂补偿电路主要由灵敏度补偿电路和偏 置电压补偿电路，灵敏度补偿电路包括Pt100热敏电阻三线制电路、除法器：首先通过Pt100 电阻的三线制采集温度信号，信号经过调理后获得目标线性度，再经过除法器的作用消除测 量信号中灵敏度携带的温度漂移误差；偏置电压补偿电路主要由Pt100热敏电阻三线制电路、 减法电路组成：首先通过Pt100电阻的三线制采集温度信号，信号经过调理后获得目标线性 度，再经过减法电路的作用消除测量信号中偏置电压携带的温度漂移误差；时漂补偿电路主 要由工作探头输出信号与辅助探头输出信号差动构成，工作探头主要负责测量位移信号，辅 助探头主要负责感应温度时间上的温度差变化-时漂现象，辅助探头获取时漂误差后，经过 差动处理后实现对时漂误差的消除。

其中，检测时，探头电感L会随位移量发生变化，通过振荡电路、峰值检波电路、 时漂补偿电路和温漂补偿电路实现。

其中，采用了时漂补偿电路，具体实施过程如下：

首先，采集在未经过补偿情况下电涡流位移传感器单路的时漂误差情况，即工作探 头与辅助探头处于同一环境温度下，因此两路信号的时漂衰减值在时间上同步且同值，即时漂误差有相似的分布；然后，两探头信号做差动处理，消除掉传感器时漂误差；最 后，通过拉升一个测量范围的中间电压5V，保证运放器工作在线性区内，实现消除工 作传感器电路中时漂误差。

其中，采用了探头的设计，即工作探头和辅助探头，其具体安装位置为：工作探头位于轴承转子所在仓内，辅助探头位于机壳外部，两探头分别处于机壳内外两面，辅助 探头测量方向固定测量位移1.5mm处放置一个10mm宽的金属片，作为检测时漂变化的 敏感元件。

其中，采用了温漂补偿电路，具体实施过程如下：

首先，采集不同温度下位移-电压-温度特性曲线，研究斜率变化和幅值变化与温度 的关系；然后，利用电阻逐步匹配三线制输出的热敏电阻Pt100的温度-电压线性度与灵敏度-温度和偏置电压-温度的线性度相同；之后，将匹配斜率-温度的Pt100温度-电压信号输入到模拟除法器AD734的分母函数输入端，检测信号输入到模拟除法器AD734的 分子函数输入端，实现对灵敏度误差的消除；最后，经过将上一步的信号输入到减法器 的“+”端，将匹配偏置电压-温度线性度的Pt100温度-电压信号输入到减法器的“-”端， 最终实现温度补偿。

其中，工作探头与辅助探头线圈骨架均使用99式Al₂O₃陶瓷锻造而成，可耐1000℃高温；其高温漆包线选用0.30mm线宽带抗氧化镀层铜丝，选用聚酰亚胺漆+玻璃纤维+有机硅绝缘层作为绝缘材料，线圈外选用磷酸+氧化铝高温胶胶水固定；高温同轴电缆采用4层结构，选用1/0.50镀镍铜作为导体材料，中间层为绝缘材料，选用石英纤维绕包+编织+ 涂覆，外护层为石英纤维编织+四氟液多次涂覆，特性阻抗为50±5Ω，能够稳定工作在 500℃高温高温环境中。此同轴电缆连接高温环境中的探头与常温环境中的信号处理电 路，探头处与同轴电缆的连接由高温焊锡固定。

本发明还公开了一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器温漂误差和时漂误差 补偿方法，使用了Pt100三线制采集温度、除法器和减法器实现温漂误差补偿；使用了辅助 探头采集时漂误差并消除时漂误差，包括如下步骤：

步骤(1)硬件装配，工作探头与辅助探头线圈骨架均选用99式Al₂O₃陶瓷锻造而成，可耐1000℃高温；其高温漆包线选用0.30mm线宽带抗氧化镀层铜丝，选用聚酰亚胺漆+ 玻璃纤维+有机硅绝缘层作为绝缘材料，线圈外选用磷酸+氧化铝高温胶胶水固定；高温同轴电缆采用4层结构，选用1/0.50镀镍铜作为导体材料，中间层为绝缘材料，选用石英纤 维绕包+编织+涂覆，外护层为石英纤维编织+四氟液多次涂覆，特性阻抗为50±5Ω， 能够稳定工作在500℃高温高温环境中，此同轴电缆连接高温环境中的探头与常温环境 中的信号处理电路，探头处与同轴电缆的连接由高温焊锡固定，将工作探头位于轴承转 子所在仓内，辅助探头位于机壳外部，两探头分别处于机壳内外两面，辅助探头测量方 向固定测量位移1.5mm处放置一个10mm宽的金属片，作为检测时漂变化的敏感元件；

步骤(2)消除时漂误差，采集在未经过补偿情况下电涡流位移传感器单路的时漂误 差情况，即工作探头与辅助探头处于同一环境温度下，因此两路信号的时漂衰减值在时间上同步且同值，即时漂误差有相似的分布；然后，两探头信号做差动处理，消除掉传 感器时漂误差；最后，通过拉升一个测量范围的中间电压5V，保证运放器工作在线性 区内，实现消除工作传感器电路中时漂误差；

步骤(3)消除温度误差，采集不同温度下位移-电压-温度特性曲线，研究斜率变化和幅值变化与温度的关系；然后，利用电阻逐步匹配三线制输出的热敏电阻Pt100的温 度-电压线性度与灵敏度-温度和偏置电压-温度的线性度相同；之后，将匹配斜率-温度的Pt100温度-电压信号输入到模拟除法器AD734的分母函数输入端，检测信号输入到模拟 除法器AD734的分子函数输入端，实现对灵敏度误差的消除；最后，经过将上一步的 信号输入到减法器的“+”端，将匹配偏置电压-温度线性度的Pt100温度-电压信号输入 到减法器的“-”端，最终实现温度补偿。

本发明采用的原理在于：一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器主要由工作探 头、辅助探头、信号处理电路、温漂补偿电路和时漂补偿电路五部分构成，其中工作探头与 辅助探头主要由高温漆包线线圈、高温胶和陶瓷线圈骨架组成，信号处理电路主要由振荡电 路、检波电路、滤波器组成，时漂补偿电路主要由辅助探头和差动电路组成，温漂补偿电路 主要有Pt100三线制温度采集电路、除法器电路和减法器电路组成，包括：

a.传感器高温工艺选择：工作探头与辅助探头线圈骨架均使用99式Al₂O₃陶瓷锻造而成，可耐1000℃高温；其高温漆包线选用0.30mm线宽带抗氧化镀层铜丝，选用聚酰亚 胺漆+玻璃纤维+有机硅绝缘层作为绝缘材料，线圈外选用磷酸+氧化铝高温胶胶水固定；高温同轴电缆采用4层结构，选用1/0.50镀镍铜作为导体材料，中间层为绝缘材料，选用 石英纤维绕包+编织+涂覆，外护层为石英纤维编织+四氟液多次涂覆，特性阻抗为50± 5Ω，能够稳定工作在500℃高温环境中。此同轴电缆连接高温环境中的探头与常温环境 中的信号处理电路，探头处与同轴电缆的连接由高温焊锡固定。

b.传感器的信号处理原理：通过振荡电路产生正弦波振荡信号，其频率与幅值与传感器 探头的电感L有关。通过调节阻值，使振荡正弦波函数幅值为12V，振荡频率为1.4MHz， 后通过包络检波电路，实现正弦波函数峰值检波，实现位置信号的提取，通过标定电路将电 路标定为1.3mm-1.7mm对应检测电压为4V-6V；

c.传感器的时漂补偿电路：通过双探头的工作形式，利用漂误差补偿电路，如图5中所 示为探头的时漂误差示意图，两探头都符合图5中的误差变化曲线，故将工作探头输出信号 Zw与辅助探头输出信号Za做差后消除探头时漂误差，为保证运放器工作在线性区间内，需 要再拉升一个检测中间位置电压值后输入，即通过公式：

实现时漂误差消除。其中，U_w是工作探头输出信号Z_w的输出电压，U_a是辅助探头输出信号 Z_a的电压，U_z是两探头在40℃、测量位移x＝1.5mm时的测量电压值。

d.传感器的温漂补偿电路：

首先，通过Pt100三线制温度采集电路采集的Pt100的温度-电压函数后，通过偏置电压 补偿标定电路后标定为目标线性度信号，然后，通过偏置电压温漂补偿电路，消除偏置电压 温漂误差，随后，通过再次通过另外一路Pt100三线制温度采集电路采集的Pt100的温度- 电压函数后，利用灵敏度补偿标定电路标定为理想线性度的温度-电压信号，最后，通过灵 敏度温漂误差补偿电路、系数再标定电路和AD734除法器处理，消除灵敏度温漂误差， 最终输出信号为：y₁*x+z₂＝U，其中x为位移量，U为输出电压，y₁调节为+4.8V，z₂调 节为-2.2V。

本发明采用的是变频调幅式电涡流式自补偿温漂误差检测电路，与现有技术相比，具有 以下突出特点和技术进步：该传感器可工作在350℃的高温环境中实现高温磁悬浮轴承轴向 位移测量(独立的单面单向检测)，在对时漂现象进行补偿时，提出了一种全新的方法进行 时漂补偿——利用两个探头信号做差动处理，消除掉传感器时漂误差，通过拉升一个测 量范围的中间电压5V，保证运放器工作在线性区内，实现消除工作传感器电路中时漂 误差。在对温漂现象进行补偿时，提出了一种全新的方法进行温漂补偿——使用匹配了斜 率-温度线性度的Pt100温度-电压信号输入到模拟除法器AD734的函数分母输入端，检 测信号输入到模拟除法器AD734的函数分子输入端，实现对灵敏度误差的消除，使用 匹配了偏置电压-温度线性度的Pt100温度-电压信号输入到减法器中消除偏置误差，最 终实现温度补偿，实现了在处理器外最大限度降低测量误差的效果，从而能够使该传感器 在高温磁悬浮轴承中应用。

附图说明

图1为本发明传感器的传感器框架图，其中，1为磁轴承仓内，2为转子，3为工作探头， 4为辅助测量挡板，5为辅助探头；

图2为本发明传感器的工作流程图；

图3为本发明传感器的电路示意图；

图4为本发明传感器未补偿前的温漂现象图；

图5为本发明传感器未补偿前的时漂现象图。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器，其框架如图1所示，包 括磁轴承仓内1、转子2、工作探头3、辅助测量挡板4和辅助探头5；图1中工作探头3和 辅助探头5，主要包括高温陶瓷绕线骨架、高温漆包线、高温胶和高温同轴电缆组成。线圈 骨架选用陶瓷材料制成，高温漆包线选用0.30mm线宽带抗氧化镀层铜丝，选用聚酰亚胺漆 +玻璃纤维+有机硅绝缘层作为绝缘材料，线圈外选用磷酸+氧化铝高温胶胶水固定；高温同轴电缆采用4层结构，选用1/0.50镀镍铜作为导体材料，中间层为绝缘材料，选用石英 纤维绕包+编织+涂覆，外护层为石英纤维编织+四氟液多次涂覆，特性阻抗为50±5Ω， 能够稳定工作在500℃高温环境中。此同轴电缆连接高温环境中的探头与常温环境中的 信号处理电路，探头处与同轴电缆的连接由高温焊锡固定。图1中工作探头3安装在磁 轴承仓内1检测转子2的位移量；图1中辅助探头5安装在磁轴承外，并在测量方向距离传 感器表面1.5mm处固定辅助测量板4来感应时漂误差，工作探头3位于轴承转子所在仓内 1，辅助探头5位于机壳外部，两探头分别处于机壳内外两面，辅助探头5测量方向固 定测量位移1.5mm处放置一个10mm宽的金属片为辅助测量挡板4，作为检测时漂变化 的敏感元件。

传感器工作过程如图2和图3所示，通过图3中部分(1)振荡电路产生正弦波振荡信号，其频率与幅值与传感器探头的电感L有关。通过调节电路图中R1Za(或R1Zw)，使振 荡正弦波函数幅值为12V，振荡频率为1.4MHz，后通过图3中部分(2)中的包络检波电路， 实现正弦波函数峰值检波，实现位置信号的提取，通过图3中部分(3)标定电路将电路标 定为1.3mm-1.7mm对应检测电压为4V-6V。

本发明所提供的补偿电路必须在知道未经补偿下传感器在高温环境下所导致的实验偏 差数据(图4、5)后，才能配置出相应的温漂补偿电路和时漂补偿电路。

本发明采用双探头工作的形式对时漂误差进行补偿，通过图1中的安装形式，利用图3 中(8)时漂误差补偿电路，如图5中所示为探头的时漂误差示意图，两探头都符合图5中的误差变化曲线，故将工作探头输出信号Zw与辅助探头输出信号Za做差后消除探头时漂误差，为保证运放器工作在线性区间内，需要再拉升一个检测中间位置电压值后输入。将U_w定义为工作探头输出信号Z_w的输出电压，U_a定义为辅助探头输出信号Z_a的电压，U_z定 义为两探头在40℃、测量位移x＝1.5mm时的测量电压值。其具体计算过程为

可以得到在时漂误差，即由于介质温升系数不同引起的温度差进而导致 的时漂测量误差，是温度-电压信号，则公式

可以将工作探头中的 时漂误差消除，最终公式为：

本发明采用Pt100作为温度采集信号，通过图3中(4)Pt100三线制温度采集电路采集 到所需要的温度-电压线性信号，经过图3中(5)偏置电压误差标定电路标定成目标线性度； 通过图3中(6)Pt100三线制温度采集电路采集到所需要的温度-电压线性信号，经过图3 中(7)灵敏度误差标定电路标定成目标线性度。

本发明所提供的补偿电路必须在知道未经补偿下传感器在高温环境下所导致的实验偏 差数据(图4、5)，根据本专利设计的(1.3mm-1.7mm)测量范围内电压范围为(4V-6V)的数 据，统计分析后，忽略时漂误差的影响，x定义为位移量，T定义为温度，U₀定义为原输出 电压，U_T定义为消除时漂后的输出电压，得到如下温漂误差公式：

(-0.0107T+5.1575)x+(0.0077T-2.465)＝U_o

根据图3中的时漂误差补偿电路处理后得到的信号公式为：

(-0.0107T+5.1575)x+(0.01605T+2.73625)＝U_T

即可以表示为以下公式：

(aT+b)x+(cT+d)＝U_T

本发明所提供的温漂补偿补偿电路工作如下所示：

a.通过图3中的(4)Pt100三线制温度采集电路采集的Pt100的温度-电压函数后，通过 图3中(5)的偏置电压补偿标定电路后将图3中(4)的信号标定为(cT+d)。

b.通过图3中的(9)偏置电压温漂补偿电路，将U_T和(cT+d)通入后，定义U_T-itc为消除偏置电压温漂后的电压信号，得到的公式为：

(aT+b)x＝U_T-itc

c.通过图3中的(6)Pt100三线制温度采集电路采集的Pt100的温度-电压函数后，通过 图3中(7)的灵敏度补偿标定电路后将图3中(6)的信号标定为(aT+b)。

d.通过图3中的(10)灵敏度温漂误差补偿电路、系数再标定电路和AD734除法器处理，其中AD734除法器的处理函数表示为：

其中参数设计为x₂＝y₂＝u₂＝0，x₁＝(aT+b)x＝U_T-itc，u₁＝(aT+b)那么w最终输出信号 为：

其中x为位移量，U为输出电压，y₁调节为+4.8V，z₂调节为-2.2V。

需注意，本发明所涉及的标定测量量程和输出量程可根据需要自行改变，但其补偿工作 方法一致，均应在本发明技术方案保护范围内；本发明所涉及的温度补偿可改变材料，继续 提升温度，理论上可以工作500℃以及更高温度范围内工作时，均应在本发明技术方案保护 范围内。

Claims (2)

1.一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器，其特征在于：主要由工作探头、辅助探头、信号处理电路和温度补偿电路四部分构成，工作探头和辅助探头主要是由高温漆包线线圈、高温胶和陶瓷线圈骨架组成，高温漆包线绕陶瓷线圈骨架绕线，绕成目标电感值，后经高温胶包裹，防止高温环境下线圈脆化造成短路；信号处理电路主要是由振荡电路、检波电路、调理电路组成，信号处理电路中振荡电路负责载波信号的产生，选用LC振荡网络，电感L负责能量振荡的同时负责携带调制信号，调制信号包含在载波信号的峰值信号内；检波电路负责获取振荡电路产生的载波信号的峰值信号，由二极管和电容组成，调理电路由匹配电阻与运放器电路组成，可以实现测量信号线性度的任意调理；温度补偿电路主要由温漂补偿电路和时漂补偿电路组成，补偿电路在知道未经补偿下传感器在高温环境下所导致的实验偏差数据后，配置出相应的温漂补偿电路和时漂补偿电路，其中温漂补偿电路主要由灵敏度补偿电路和偏置电压补偿电路，灵敏度补偿电路包括Pt100热敏电阻三线制电路、除法器：首先通过Pt100电阻的三线制采集温度信号，信号经过调理后获得目标线性度，再经过除法器的作用消除测量信号中灵敏度携带的温度漂移误差；偏置电压补偿电路主要由Pt100热敏电阻三线制电路、减法电路组成：首先通过Pt100电阻的三线制采集温度信号，信号经过调理后获得目标线性度，再经过减法电路的作用消除测量信号中偏置电压携带的温度漂移误差；时漂补偿电路主要由工作探头输出信号与辅助探头输出信号差动构成，工作探头主要负责测量位移信号，辅助探头主要负责感应温度时间上的温度差变化-时漂现象，辅助探头获取时漂误差后，经过差动处理后实现对时漂误差的消除；

利用高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器检测时，输出电压会随位移量和温度变化量发生变化，通过增加辅助探头设计、温度信号采集电路，设计时漂补偿电路和温漂补偿电路，实现误差补偿；

高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器两探头在同温度环境下未经过补偿情况下电涡流位移传感器的时漂相似，即时漂误差有相似的分布，当工作探头与辅助探头处于同一环境温度下，两探头信号做差动处理，消除掉传感器时漂误差，再通过拉升一个测量范围的中间电压5V，保证运放器工作在线性区内，实现消除工作传感器电路中时漂误差；

采用了双探头的设计，即工作探头和辅助探头，其具体安装位置为：工作探头位于轴承转子所在仓内，辅助探头位于机壳外部，两探头分别处于机壳内外两面，辅助探头测量方向固定测量位移1.5mm处放置一个10mm宽的金属片，作为检测时漂变化的敏感元件；

采用了除法器构成的温漂补偿方法，具体工作方式如下：首先，采集不同温度下位移-电压-温度特性曲线，研究斜率变化和幅值变化与温度的关系；然后，利用电阻逐步匹配三线制输出的热敏电阻Pt100的温度-电压线性度与灵敏度-温度和偏置电压-温度的线性度相同；之后，将匹配斜率-温度的Pt100温度-电压信号输入到模拟除法器AD734的分母输入端，检测信号输入到模拟除法器AD734的分子输入端，实现对灵敏度误差的消除；最后，经过将上一步的信号输入到减法器的“+”端，将匹配偏置电压-温度线性度的Pt100温度-电压信号输入到减法器的“-”端，最终实现温度补偿；

其工作探头与辅助探头均使用99式Al2O3陶瓷锻造而成，可耐1000℃高温；其高温漆包线选用0.30mm线宽带抗氧化镀层铜丝，选用聚酰亚胺漆+玻璃纤维+有机硅绝缘层作为绝缘材料，线圈外选用磷酸+氧化铝高温胶胶水固定；内层同轴电缆采用4层结构，选用1/0.50镀镍铜作为导体材料，中间层为绝缘材料，选用石英纤维绕包+编织+涂覆，外护层为石英纤维编织+四氟液多次涂覆，特性阻抗为50±5Ω，能够稳定工作在500℃高温环境中，此同轴电缆连接高温环境中的探头与常温环境中的信号处理电路，探头处与同轴电缆的连接由高温焊锡固定。

2.一种高温磁悬浮轴承轴向用电涡流位移传感器温漂误差和时漂误差补偿方法，其特征在于：使用了Pt100三线制采集温度、除法器和减法器实现温漂误差补偿；使用了辅助探头采集时漂误差并消除时漂误差，包括如下步骤：

步骤(1)硬件装配，工作探头与辅助探头线圈骨架均选用99式Al2O3陶瓷锻造而成，可耐1000℃高温；其高温漆包线选用0.30mm线宽带抗氧化镀层铜丝，选用聚酰亚胺漆+玻璃纤维+有机硅绝缘层作为绝缘材料，线圈外选用磷酸+氧化铝高温胶胶水固定；高温同轴电缆采用4层结构，选用1/0.50镀镍铜作为导体材料，中间层为绝缘材料，选用石英纤维绕包+编织+涂覆，外护层为石英纤维编织+四氟液多次涂覆，特性阻抗为50±5Ω，能够稳定工作在500℃高温环境中，此同轴电缆连接高温环境中的探头与常温环境中的信号处理电路，探头处与同轴电缆的连接由高温焊锡固定，将工作探头位于轴承转子所在仓内，辅助探头位于机壳外部，两探头分别处于机壳内外两面，辅助探头测量方向固定测量位移1.5mm处放置一个10mm宽的金属片，作为检测时漂变化的敏感元件；

步骤(2)消除时漂误差，采集在未经过补偿情况下电涡流位移传感器单路的时漂误差情况，即工作探头与辅助探头处于同一环境温度下，因此两路信号的时漂衰减值在时间上同步且同值，即时漂误差有相似的分布；然后，两探头信号做差动处理，消除掉传感器时漂误差；最后，通过拉升一个测量范围的中间电压5V，保证运放器工作在线性区内，实现消除工作传感器电路中时漂误差；

步骤(3)消除温度误差，采集不同温度下位移-电压-温度特性曲线，研究斜率变化和幅值变化与温度的关系；然后，利用电阻逐步匹配三线制输出的热敏电阻Pt100的温度-电压线性度与灵敏度-温度和偏置电压-温度的线性度相同；之后，将匹配斜率-温度的Pt100温度-电压信号输入到模拟除法器AD734的分母函数输入端，检测信号输入到模拟除法器AD734的分子函数输入端，实现对灵敏度误差的消除；

最后，经过将上一步的信号输入到减法器的“+”端，将匹配偏置电压-温度线性度的Pt100温度-电压信号输入到减法器的“-”端，最终实现温度补偿。

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