本文研究的电磁感应角度传感器,是一种非接触型的传感器,目前应用于汽车配件、机器人、电子设备的人机接口等领域的角度测量,它能满足现代工业对测量提出的高精度、数字化和大量程的要求。传感器的设计参数对传感器的性能起着关键的作用,因此对感应角度传感器的设计参数与其性能之间的关系进行系统而深入的理论分析,从而最大限度地优化传感器设计显得非常有必要。感应角度传感器本质上利用定子和转子之间的耦合涡流场的变化来工作。由于三维涡流场的复杂性,很难直接建立传感器设计参数与输出特性之间准确的数学模型,因此感应角度传感器进行多参数优化显得很有必要。非线性和灵敏度作为传感器主要性能,是衡量传感器优劣的指标。本文的研究目的是对传感器进行参数优化,寻找传感器优化的设计参数,使传感器性能达到最佳。本文通过变化传感器结构和设计参数设计不同传感器模型,以此来研究相应结构和设计参数对传感器性能的影响。主要内容有:提出了一个改进型的传感器结构形式,该传感器输出信号具有周期性线性化的特点。为了分析合适的转子形状对传感器的灵敏度以及感应电压曲线拟合度的影响,用电磁场软件对相应传感器模型进行仿真,通过比较,选定实心叶片的转子作为传感器的转子形状。仿真和分析激励线圈匝数、激励频率、线宽等传感器设计参数对传感器非线性误差和灵敏度的影响,得出影响传感器性能的主要参数。提出了正交试验法、响应曲面法优化感应角度传感器。正交试验法确定影响传感器性能的关键设计参数和水平。响应曲面法重构目标函数,以显示的方式映射出传感器非线性误差与设计参数的非线性关系,预测优化的设计参数和非线性误差。基于优化的参数设计传感器模型和实物,并分析两者的非线性特性。提出人工智能算法优化角度传感器,相对于响应曲面法,粒子群优化算法不需要重复设置各项参数的初始范围;作为一系列群体智能算法的一种,PSO可以解决连续和离散全局优化问题。用粒子群算法来优化角度传感器,得出一组结构参数:转子的厚度是1.24mm,转子叶片的角度为52.7°,定转子间隙为0.2mm,并以其参数设计仿真传感器模型和实物传感器。仿真条件下优化传感器的非线性误差为0.053%,实物传感器非线性误差为0.081%。把优化的角度传感器安装在超声电机上,角度传感器可以实时的测量超声电机的转动角度。随着超声电机驱动频率的变化,角度传感器进行电机角度的测量。