第5章 数字式传感器.ppt

5.4　容栅式传感器 图5-25　容栅测量转换电路框图 2)测量速度快。 5.4　容栅式传感器 3)传感器的结构简单，易于与集成电路制成一体，易进行机械设计。4)对使用环境要求不高。5)能耗少。6)功能多，运用方便。7)串行码数据输出，可供计算机进行相应要求的处理以及打印机进行数据记录。5.4.4　容栅式传感器在数显尺中的应用 5.4　容栅式传感器 由于容栅测量系统的许多优点，为开发、研制、生产电子数显量具、量仪提供了有利条件。技术人员通过对容栅测量系统的研究和开发，生产出了系列化品种的电子数显百分表、电子数显千分表、数显测微仪、数显倾角仪、高准确度数显卡尺、数显千分卡尺等产品和与之相配套的多坐标的容栅数显表以及与计算机通信的适配器，并且利用容栅数显测量技术为用户开发了诸多用户所需的专用或综合测量仪器及装置。 图5-26　数显卡尺示意图1—尺身　2—游标　3—游标紧固螺钉　4—液晶显示器5—串行接口　6—电池盒　7—复位按钮　8—公／英制转换按钮 5.5　感应同步器 5.5.1　感应同步器的结构和类型感应同步器是一种电磁式位移检测元件，按其结构特点一般分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量；旋转式感应同步器由转子和定子组成，用于角位移测量。它们的工作原理和旋转变压器相似。 0.tif 5.5　感应同步器 图5-27　旋转式感应同步器结构示意图1—定子绕组板　2—转子绕组板　3—胶粘剂4—静电屏蔽层　5—定子基板　6—转子基板 5.5　感应同步器 图5-28　直线式感应同步器结构示意图1—定尺　2—滑尺　3—sin绕组　4—cos绕组 5.1　光电编码器 5.1.1　光电编码器的结构及类型根据检测原理，编码器可分为接触式、光电式、电磁式和电容式等。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。1.增量式光电编码器　增量式编码器主要由发光管(带聚光镜)、光栅板、光栅盘、光敏元件及信号处理电路板组成，如图5-1所示。如图5?2所示，当光栅盘随工作轴一起转动时，每转过一个刻线（狭缝）就发生一次光线的明暗变化，经过光敏元件变成一次电信号的强弱变化，对它进行放大、整形处理后得到脉冲信号输出，脉冲数就等于转过的刻线数。将该脉冲信号送到计数器中计数，则计数值就反映了圆盘转过的角度。 5.1　光电编码器 图5-1　增量式光电编码器的基本结构1—转轴　2—发光管　3—光栅板　4—零标志刻线　5—光敏管　6—光栅盘　7—印制电路板8—电源及信号插座 5.1　光电编码器 图5-2　增量式光电编码器的检测原理示意图1—转轴　2—发光管　3—光栅板　4—零标志刻线5—光源　6—透镜　7—光栅盘　8—光敏管 5.1　光电编码器 2.绝对式光电编码器　绝对编码器是直接输出数字量的传感器，它是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。 5.1　光电编码器 图5-3　绝对式编码器示意图1—光源　2—透镜　3—光敏元件组　4—码盘 5.1　光电编码器 图5-4　四位二进制编码盘a)自然二进制码　b)格莱码 5.1　光电编码器 1)可以直接读出角度坐标的绝对值。2)没有累积误差。3)电源切除后位置信息不会丢失。3.混合式编码器　混合式编码器的输出有两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全与增量式编码器的输出信息相同。5.1.2　光电编码器的鉴向倍频 5.1　光电编码器 顾名思义，鉴向倍频有两大功能，一是鉴别方向，即根据增量式光电编码器输出的两路脉冲信号A和B的相位关系确定出轴的旋转方向；二是将A和B两路信号进行脉冲倍频，例如，将一个周期内的一个脉冲信号变为四个脉冲，这四个脉冲两两相距1/4周期。因一个周期内的一个脉冲表示轴的旋转角度，这一个周期内的四个脉冲中的每一个则表示轴旋转角度的1/4，这样就提高了光电编码器的分辨率。 图5-5　光电编码器鉴向计数电路 5.1　光电编码器 5.1.3　光电编码器在机床进给速度控制中的应用光电编码器是一种角度（角速度）检测装置，它将输入轴的角度量，利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量，具有体积小、准确度高、工作可靠、接口数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。 图5-6　机床纵向进给速度控制示意图1—光电编码器　2—丝杠进给电动机　3—纵向进给丝杠 5.1　光电编码器 1.光电编码器的安装　由于编码器属于精密仪器，对使用环境及安装的机械和电气要求比较高。机械方面：编码器轴与用户端输出轴之间需要采用弹性软连接，以避免因用户轴的转动或跳动造成编码器轴系和码盘的损坏。安装时注意允许的轴负载，以及编码器轴与用户输出