CN109631738B - 一种水润滑轴承水膜厚度监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，包括水膜厚度控制单元、金属摩擦副，水膜及轴承瓦块；水膜厚度控制单元能够测量金属摩擦副至轴承瓦块之间由于相对运动产生的水膜的厚度，实时检测由于安装状态变化、轴承磨损、振动状态变化等原因导致的间距变化，并根据该变化，控制自身电涡流位移传感器位置变化，使电涡流位移传感器探测面与被测金属摩擦副之间距离处于电涡流位移传感器的线性中点，保证水膜厚度测量数据的准确性及可靠性；还公开了监测方法。

Description

一种水润滑轴承水膜厚度监测系统及方法

技术领域

本发明属于轴承状态监控领域，具体涉及一种水润滑轴承水膜厚度的检测监控系统，以及其检测监控方法。

背景技术

水润滑轴承具有结构简单、环境友好等诸多优点，在船舶、水泵、水轮机等领域得到广泛推广。其工作原理是利用流体动力润滑机理在转动部件和轴瓦之间形成水膜，由于水膜的存在，一方面起到传递负荷作用，另一方面使摩擦面之间不发生直接接触摩擦。这种水膜的存在和最小水膜厚度的保持是轴承安全运行的关键。因此，对水润滑轴承工作过程中水膜厚度的测量和实时监测显得尤为重要。

目前水膜厚度测量常用方法是电涡流法，它的基本原理是当一通高频正弦交变电流的扁平线圈置于金属导体附近时产生交变磁场，由于交变磁场的反作用，使产生磁场的通电线圈的有效阻抗发生变化。控制被测件金属导体材质均匀和各向同性，当金属导体的电导率、磁导率、尺寸因子、传感器线圈的励磁电流强度、角频率等五个参数恒定不变时，线圈特征阻抗就成为了传感器探头与金属导体表面距离的单值函数，在一定范围内呈线性关系。利用该特性，通过电子线路将线圈阻抗的变化转化为电压的变化，即可实现传感器探头与被测导体相对位移量的测量。该测量相较于其他方法不受水膜介质限制，适用各种水质，且结构相对简单，测量精度高、灵敏度高，运用较为广泛。

由于电涡流位移传感器（以下传感器皆指电涡流位移传感器）线性范围有限，通常要求传感器探头与被测旋转体金属件表面间隙距离保持在传感器的线性中点。但在实际使用过程中发现，往往轴瓦和被测旋转体之间安装时状态与工作时状态由于受力状态变化，传感器探头与被测旋转体金属件表面间隙距离变化中点往往不在传感器的线性中点，这就导致传感器探头与被测旋转体金属件表面间隙距离可能超出传感器的线性范围，使得测量结果失真甚至测量不到结果。

根据测量结果通过人工手动调节传感器位置对于复杂的装配体来说需要耗费大量人工成本且需反复调整，而且无法准确使传感器探头与被测旋转体金属件表面间隙距离变化中点正好处于传感器的线性中点。而且随着轴承运转时间加长，轴承磨损会使得传感器探头与被测旋转体金属件表面间隙距离发生变化，使得测量结果出现失真或失效可能。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种水润滑轴承水膜厚度监测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，包括用于测量金属摩擦副与轴承瓦块之间因相对运动而产生的水膜厚度的水膜厚度控制单元；

所述的水膜厚度控制单元包括

电涡流位移传感器，用于测量水膜的厚度，其包括探测面、螺纹部分和安装平面；

传感器位置调整模块，实现对电涡流位移传感器的供电，并将反馈回来的电压信号信息传递给控制系统，其包括伺服电机、伺服电机控制器和传动组件；

传感器前置器，分别连接电涡流位移传感器和控制系统；

控制系统，根据得到的反馈信息进行计算，判断是否需要调整传感器位置，若需要调整传感器位置，计算出电涡流位移传感器所需调整的距离及方向，并将所述调整转化为控制信号，传递给传感器位置调整模块；

所述的控制系统与伺服电机控制器相连，用于向伺服电机控制器发送控制系统指令，伺服电机控制器将接收到的指令转化为控制电流，然后传递给伺服电机，伺服电机接收到控制电流后，执行能量转换功能，将电能转化为电机旋转的机械能，伺服电机执行最终执行的结果为按照控制系统要求完成指定的旋转方向及旋转角度的旋转运动；

所述传动组件负责传递伺服电机输出的旋转运动至电涡流位移传感器，实现电涡流位移传感器的旋转运动；

所述的传感器位置调整模块通过电涡流位移传感器测量探测面至金属摩擦副之间的距离，并将此距离信息通过传感器前置器传递至控制系统，控制系统通过计算控制传感器前置器，实现对电涡流位移传感器的位置调整，使探测面与被测金属摩擦副之间的距离处于电涡流位移传感器的线性中点；

所述的轴承瓦块设有安装螺纹孔，所述的安装螺纹孔通过螺纹与电涡流位移传感器与的螺纹部分连接。

所述的一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，其电涡流位移传感器还包括壳体，所述的螺纹部分和安装平面均设置在壳体上，所述的壳体通过无螺纹部分连接有探头，所述的探测面设于探头上，所述的安装平面通过高频同轴电缆连接有高频接头。

所述的一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，其的轴承瓦块还包括轴承复合材料层及轴承支撑层，轴承复合材料层与金属摩擦副配合生成水膜，实现系统润滑等功能，轴承支撑层由防腐金属等高强度材料制造，实现对轴承瓦块的支撑，保持轴承复合材料层的形状稳定。

所述的一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，其传动组件包括安装于伺服电机输出端的小齿轮和安装于电涡流位移传感器上安装平面的大齿轮，所述小齿轮具有一定轴向长度，能够实现所述大尺寸在其轴向方向上的运动，所述大齿轮具有与所述安装平面配合的安装孔，安装于电涡流位移传感器尾端，所述齿数比u=大齿轮齿数Zb/小齿轮齿数Za＞1，能够将所述伺服电机输出扭矩提高，且能够放大旋转角度，实现更精确的旋转角度控制。

本发明还提出一种水润滑轴承水膜厚度监测方法，用于监测金属摩擦副与轴承瓦块之间因相对运动而产生的水膜厚度，步骤为：

定义电涡流位移传感器测量并换算得到的实测距离为d；

定义电涡流位移传感器的探测面距离轴承复合材料层和金属摩擦副平面之间的距离为d_b；

则待测水膜的厚度d_a=d-d_b；

d、d_b均会随着水膜厚度控制单元的工作发生变化，其中d_b存在初始值，通过传感器输出电压线性段中间值与实测电压中间值进行比较，判断实际电涡流位移传感器的位置是否处于最佳距离附近；在电涡流位移传感器线性段存在线性关系u=k×d+C，其中k与C均为传感器出厂特性值，可由出厂标定试验得到该线性段直线，继而得到k与C的值，由此关系，根据d=（u-C）/k可以由输出电压得到被测距离d。

所述的一种水润滑轴承水膜厚度监测方法，步骤如下

S1，设定测量时长t，电涡流位移传感器测量t时间段内数据并传递至控制系统，电涡流位移传感器的输出电压存在实测电压最大值u_max和实测电压最小值u_min；其中优选的要求时长t为被测件移动一个周期时间的整数倍，优选的要求时长t的选取根据所述控制系统采样数据处理能力下取尽可能大的值，传递至控制系统的内容包括包含传感器输出电压信息波形的数据；

S2，控制系统对波形进行处理分析，得到t时间段内的实测电压最大值u_max和实测电压最小值u_min，由已知的电涡流位移传感器线性段最大电压u₂及最小电压u₁，计算得到电压中心差△u =[(u_max+u_min)/2]-[(u₁+u₂)/2]；

S3，设定电涡流位移传感器线性中心值(u₁+u₂)/2的10%为阈值，该比例可根据实际信号特征与线性段范围关系进行人为选择，控制系统对电压中心差值与阈值进行比较，若△u<阈值，判断结果为“是”，则认为电涡流位移传感器与金属摩擦副距离合适，能够满足测量要求，不需要调整，即结束本次流程；若△u<阈值，断结果为“否”，则继续下一步流程；

S4，由控制系统）求解中心距离差△d=（△u-C）/k，其中，k与C均为传感器出厂特性值；

S5，由控制系统求解电机转动角度θa =u×θb，其中齿数比u=Zb/Za，电涡流位移传感器转动角度θb=360×△d/S，其中S为螺纹部分的导程，Za和Zb分别为小齿轮和大齿轮的齿数；此处，得到的θa会有正负两种情况，根据θa正负号及螺纹旋向判断伺服电机旋转方向；

S6，由控制系统输出θa大小及旋转方向至伺服电机控制器；所述输出过程可通过电信号或通过CAN总线进行传递；

S7，伺服电机控制器控制伺服电机旋转运动，实现电涡流位移传感器位置调整；电涡流位移传感器由于旋转运动，螺纹部分由电涡流位移传感器旋转运动角度θb及自身导程S确定，故有确定的轴向移动距离为△d，完成调整后，这里可以通过伺服电机运动停止判断调整完成，返回步骤S2，重新进行流程，直到流程结束；

S8，当电压中心差△u绝对值减小至0时即可以判断，探测面与被测金属摩擦副之间的距离处于电涡流位移传感器的线性中点。

本发明产生的有益效果是：监测系统工作时，水膜厚度控制单元能够实时检测由于安装状态变化、轴承磨损、振动状态变化等原因导致的金属摩擦副与轴承瓦块的间距变化，并根据该变化，控制电涡流位移传感器运动，使其探测面与被测金属摩擦副之间距的离处于电涡流位移传感器的线性中点，保证水膜厚度测量数据的准确性及可靠性。

附图说明

图1为本发明监测系统的结构示意图；

图2为本发明电涡流位移传感器的结构示意图；

图3为本发明传感器头部距离示意图；

图4为本发明电涡流位移传感器的位移特性曲线图；

图5表示时长t时间内平均输出电压示意图；

图6为本发明传感器位置调整模块的工作流程图；

图7用于说明本实施例平均输出电压变化示意图。

各附图标记为：1000—水润滑轴承水膜厚度监测系统，1—水膜厚度控制单元，2—金属摩擦副，3—水膜，4—轴承瓦块，10—电涡流位移传感器，11—传感器位置调整模块，12—传感器前置器，13—控制系统，40—安装螺纹孔，41—轴承复合材料层，42—轴承支撑层，100—探测面，101—探头，102—无螺纹部分，103—螺纹部分，104—壳体，105—安装平面，106—高频同轴电缆，107—高频接头，110—伺服电机，111—伺服电机控制器，112—传动组件，112a—小齿轮，112b—大齿轮。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管附图中的各个构件以特定比例绘制，但是这些比例关系仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连接。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

按照本发明的一个示例，如图1、图2所示，本发明水润滑轴承水膜厚度监测系统1000包括水膜厚度控制单元1、金属摩擦副2，水膜3及轴承瓦块4。

所述水膜厚度控制单元1包括电涡流位移传感器10、传感器位置调整模块11、传感器前置器12及控制系统13。

所述传感器位置调整模块11包括伺服电机110、伺服电机控制器111及传动组件112。

所述电涡流位移传感器10包括探测面100、探头101、无螺纹部分102、螺纹部分103、壳体104、安装平面105、高频同轴电缆106及高频接头107，其中螺纹部分103和安装平面105均设置在壳体104上，所述的壳体104通过无螺纹部分102连接有探头101，所述的探测面100设于探头101上，所述的安装平面105通过高频同轴电缆106连接有高频接头107。

所述传动组件112包括小齿轮112a及大齿轮112b。

参照图1，被测水膜3位于金属摩擦副2与轴承瓦块4之间，水膜3存在一定厚度。轴承瓦块4包括安装螺纹孔40、轴承复合材料层41及轴承支撑层42，所述安装螺纹孔40与螺纹部分103配合，实现电涡流位移传感器10的轴向位置控制，轴承复合材料层41与金属摩擦副2配合生成水膜3，实现系统润滑等功能，轴承支撑层42由防腐金属等高强度材料制造，实现对所述轴承瓦块4的支撑，保持轴承复合材料层41的形状稳定。

参照图1，电涡流位移传感器10及螺纹孔40通过螺纹连接。

参照图1，电涡流位移传感器10与传感器前置器12连接，传感器前置器12与控制系统连接，控制系统13与传感器位置调整模块11连接。

参照图1，传感器位置调整模块11包含伺服电机控制器111、伺服电机110及传动组件112，控制系统13与伺服电机控制器111连接，伺服电机控制器111与伺服电机110连接，伺服电机110与传动组件112连接。

参照图1，传动组件112包括安装于伺服电机110输出端的小齿轮112a和安装于电涡流位移传感器10上安装平面105的大齿轮112b，小齿轮112a具有一定轴向长度，能够实现所述大尺寸在其轴向方向上的运动，也可以是其他传动形式，例如齿轮齿条，涡轮蜗杆等形式代替，以实现电涡流位移传感器10的位置调整功能；所述大齿轮112b具有与所述安装平面105配合的安装孔，安装于电涡流位移传感器10尾端。传动组件112中包括的小齿轮112a齿数为Za，大齿轮112b的齿数为Zb，齿数比为u=Zb/Za＞1，能够将所述伺服电机110输出扭矩提高，且能够放大旋转角度，实现更精确的旋转角度控制。

图2所示为电涡流位移传感器10的结构示意图。

参照图2，电涡流位移传感器10存在测量面100，电涡流位移传感器10所测位移距离基准面为所述测量面100。

参照图2，所述测量面100位于探头101远离电涡流位移传感器10本体一侧。

参照图2，所述螺纹部分103及螺纹孔40通过螺纹连接，具有螺纹导程S，且旋向一定。

参照图2，所述安装平面105具有与大齿轮112b配合的安装位置。

图3所示为电涡流位移传感器10头部距离示意图。

参照图3，所述待测水膜3厚度为d_a，d_a=d- d_b，其中d为通过传感器10测量并换算得到的实测距离，d_b为传感器10头部测量面100距离轴承复合材料层41靠近金属摩擦副2平面之间距离。d、d_b均会随着水膜厚度控制单元1的工作发生变化。其中，d_b存在初始值。

图4所示为电涡流位移传感器10的位移特性曲线图。

参照图4，电涡流位移传感器10距离与输出电压存在某一线性段关系，其中d1为线性段最小距离，d2为线性段最大距离，u1为线性段最小输出电压，u2为线性段最大输出电压。

参照图4，在电涡流位移传感器10线性段存在线性关系u=k×d+C，其中k与C均为传感器出厂特性值，可由出厂标定试验得到该线性段直线，继而得到k与C的值。由此关系，根据d=（u-C）/k可以由输出电压得到被测距离d。

图5表示时长t时间内平均输出电压示意图。

参照图5，在时长t范围内（时长t为一人为设定时间长度，优选的要求时长t为被测件移动一个周期时间的整数倍），输出电压为一段以时间为横坐标的波形，存在实测电压最大值u_max和实测电压最小值u_min。

如图6是用于说明传感器位置调整模块11工作实现电涡流位移传感器10位置调整工作的流程。

参照图6，电涡流位移传感器10测量时长t时间段内数据，传递至控制系统13（步骤S1）。其中时长t为一人为设定时间长度，优选的要求时长t为被测件移动一个周期时间的整数倍，优选的要求时长t的选取根据所述控制系统13采样数据处理能力下取尽可能大的值，所述传递至控制系统13的内容包括包含电涡流位移传感器10输出电压信息波形的数据。

参照图6，由所述控制系统13对波形进行处理分析（步骤S2），得到如图5所示的测量时长t时间段内的实测电压最大值u_max和实测电压最小值u_min。由已知的电涡流位移传感器10线性段最大电压u₂及最小电压u₁，计算得到电压中心差△u =[(u_max+u_min)/2]-[(u₁+u₂)/2]。

参照图6，由所述控制系统13对电压中心差值与阈值进行比较（步骤S3）。设置阈值为电涡流位移传感器10线性中心值(u₁+u₂)/2的10%，该比例可根据实际信号特征与线性段范围关系进行重新人为选择，不限定为本实施例中的10%。若“△u<阈值，阈值=10%×[(u₁+u₂)/2]”判断结果为“是”，则认为电涡流位移传感器10据摩擦副距离合适，能够满足测量要求，不需要调整，即结束本次流程。若“△u<阈值，阈值=10%×[(u₁+u₂)/2]”断结果为“否”，则继续下述流程。

参照图6，由所述控制系统13求解中心距离差△d（步骤S4），△d=（△u-C）/k。其中，k与C均为传感器出厂特性值，图4中已对此值进行说明。

参照图6，由所述控制系统13求解伺服电机110的转动角度θa（步骤S5）。θa=u×θb，其中齿数比u=Zb/Za，传感器转动角度θb=360×△d/S。其中θb为传感器转动角度，S为螺纹部分103的导程，Za为小齿轮112a齿数，Zb为大齿轮112b的齿数为Zb。此处，得到的θa会有正负两种情况，根据根据θa正负号及螺纹旋向判断伺服电机110旋转方向。

参照图6，由所述控制系统13输出θa大小及旋转方向至伺服电机控制器111（步骤S6）。所述输出过程可通过电信号或通过CAN总线进行传递，在此不限制传递方式。

参照图6，所述伺服电机控制器111控制伺服电机110旋转运动（步骤S7），实现电涡流位移传感器10位置调整。所述电涡流位移传感器10由于旋转运动，螺纹部分103由于电涡流位移传感器10旋转运动角度θb及自身导程S确定，故有确定的轴向移动距离为△d。完成调整后，这里可以通过伺服电机110运动停止判断调整完成，返回步骤S2，重新进行流程，直到流程结束。

图7为用于说明本实施例平均输出电压变化示意图。

参照图7，所示控制系统13中电压中心差△u在水膜厚度控制单元1的作用下，电压中心差△u绝对值减小至0。由此可以判断，在水润滑轴承水膜厚度监测系统1000的作用下，使探测面100与被测金属摩擦副2之间距离处于电涡流位移传感器10的线性中点，保证了水膜厚度测量数据的准确性及可靠性。

本发明另一实施例，该水润滑轴承水膜厚度监测系统1000亦可用在其他流体介质，如油润滑轴承的油膜厚度。

本发明另一实施例，该水润滑轴承水膜厚度监测系统1000亦可用在其他距离测量领域。

在上述实施例中，作为水润滑轴承水膜厚度监测系统1000的一个例子，水润滑轴承瓦块4可以是推力轴承，也可以是支撑轴承；可以是平面接触，也可以是可倾式接触。在本领域内专业技术人员可以对相关技术特征做出等通的更改或替换，这些替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，其特征在于：包括用于测量金属摩擦副（2）与轴承瓦块（4）之间水膜（3）厚度的水膜厚度控制单元（1）；

所述的水膜厚度控制单元（1）包括

电涡流位移传感器（10），用于测量水膜（3）的厚度，其包括探测面（100）、螺纹部分（103）和安装平面（105）；

传感器位置调整模块（11），实现对电涡流位移传感器（10）的供电，并将反馈回来的电压信号信息传递给控制系统（13），其包括伺服电机（110）、伺服电机控制器（111）和传动组件（112）；

传感器前置器（12），分别连接电涡流位移传感器（10）和控制系统（13）；

控制系统（13），根据反馈信息计算出电涡流位移传感器（10）所需调整的距离及方向，传递给传感器位置调整模块（11）；

所述的控制系统（13）与伺服电机控制器（111）相连，用于向伺服电机控制器（111）发送控制系统（13）指令，伺服电机控制器（111）将接收到的指令转化为控制电流，然后传递给伺服电机（110），伺服电机（110）按照控制系统（13）要求完成指定的旋转方向及旋转角度的旋转运动；所述传动组件（112）负责传递伺服电机（110）输出的旋转运动至电涡流位移传感器（10），实现电涡流位移传感器（10）的旋转运动；

所述的传感器位置调整模块（11）通过电涡流位移传感器（10）测量探测面（100）至金属摩擦副（2）之间的距离，并传递至控制系统（13），控制系统（13）通过传感器前置器（12）对电涡流位移传感器（10）位置调整，使探测面（100）与金属摩擦副（2）之间的距离处于电涡流位移传感器（10）的线性中点；

所述的轴承瓦块（4）设有安装螺纹孔（40），所述的安装螺纹孔（40）通过螺纹与电涡流位移传感器（10）与的螺纹部分（103）连接。

2.根据权利要求1所述的一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，其特征在于，所述的电涡流位移传感器（10）还包括壳体（104），所述的螺纹部分（103）和安装平面（105）均设置在壳体（104）上，所述的壳体（104）通过无螺纹部分（102）连接有探头（101），所述的探测面（100）设于探头（101）上，所述的安装平面（105）通过高频同轴电缆（106）连接有高频接头（107）。

3.根据权利要求1所述的一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，其特征在于，所述的轴承瓦块（4）还包括轴承复合材料层（41）及轴承支撑层（42），轴承支撑层（42）实现对轴承瓦块（4）的支撑，保持轴承复合材料层（41）的形状稳定。

4.根据权利要求1所述的一种水润滑轴承水膜厚度监测系统，其特征在于，所述的传动组件（112）包括安装于伺服电机（110）输出端的小齿轮（112a）和安装于安装平面（105）的大齿轮（112b），齿数比u=大齿轮（112b）齿数Zb/小齿轮（112a）齿数Za＞1。

5.一种水润滑轴承水膜厚度监测方法，用于监测金属摩擦副（2）与轴承瓦块（4）之间因相对运动而产生的水膜（3）厚度，其特征在于，步骤为：

定义电涡流位移传感器（10）测量并换算得到的实测距离为d；

定义电涡流位移传感器（10）的探测面（100）距离轴承复合材料层（41）和金属摩擦副（2）平面之间的距离为d_b；

则待测水膜（3）的厚度d_a=d-d_b；

d、d_b均会随着水膜厚度控制单元（1）的工作发生变化，其中d_b存在初始值；在电涡流位移传感器（10）线性段存在线性关系u=k×d+C，其中k与C均为传感器出厂特性值，可由出厂标定试验得到该线性段直线，继而得到k与C的值，由此关系，根据d=（u-C）/k可以由输出电压得到被测距离d；

具体步骤如下

S1，设定测量时长t，电涡流位移传感器（10）测量t时间段内数据并传递至控制系统（13），电涡流位移传感器（10）的输出电压存在实测电压最大值u_max和实测电压最小值u_min；

S2，控制系统（13）进行处理分析，得到t时间段内的实测电压最大值u_max和实测电压最小值u_min，由已知的电涡流位移传感器（10）线性段最大电压u₂及最小电压u₁，计算得到电压中心差△u =[(u_max+u_min)/2]-[(u₁+u₂)/2]；

S3，设定电涡流位移传感器（10）线性中心值(u₁+u₂)/2的10%为阈值，控制系统（13）对电压中心差值与阈值进行比较，若△u<阈值，则认为电涡流位移传感器（10）与金属摩擦副（2）距离合适，若不是△u<阈值，则继续下一步流程；

S4，由控制系统（13）求解中心距离差△d=（△u-C）/k，其中，k与C均为传感器出厂特性值；

S5，由控制系统（13）求解伺服电机（110）转动角度θa =u×θb，其中齿数比u=Zb/Za，电涡流位移传感器（10）转动角度θb=360×△d/S，其中S为螺纹部分（103）的导程，Za和Zb分别为小齿轮（112a）和大齿轮（112b）的齿数；

S6，由控制系统（13）输出θa大小及旋转方向至伺服电机控制器（111）；

S7，伺服电机控制器（111）控制伺服电机（110）旋转运动，实现电涡流位移传感器（10）位置调整，通过伺服电机（110）运动停止判断调整完成，返回步骤S2，重新进行流程；

S8，当电压中心差△u绝对值减小至0时即可以判断，探测面（100）与被测金属摩擦副（2）之间的距离处于电涡流位移传感器（10）的线性中点。

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