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光栅尺工作原理 　　图3－9所示为用脉冲频率法测量转速原理，在给定t时间内，使门电路选通，编码器输出的脉冲允许进入计数器计数，这样可以看出t时间内光电编码器的平均转速。 　　 图3－9　用脉冲频率法测量转速原理图 　　图3－10所示为利用脉冲周期法测量转速原理，当编码器输出脉冲正半周期时导通门电路，标准时钟脉冲通过控制门进入计数器计数，由计数编码器可得出转速n，即 式中,N为编码器每转脉冲数；N2为编码器一个脉冲间隔内标准时钟脉冲输出个数；T为标准时钟脉冲周期，单位为s。 图3－10　用脉冲周期法测量转速原理图 3、绝对式编码器 1、分类： 按形状分：编码盘和编码尺 按计数制分：二进制编码、葛莱码、二-十进制编码等 按结构原理分：光电式、接触式、电磁式等 黑=“1” 白=“0” 　　3.感应同步器 　　感应同步器也是一种电磁式的位置检测传感器，用于直线位移的测量，主要部件包括定尺和滑尺，其结构如图3－11所示。 　　定尺和滑尺分别安装在机床床身和移动部件上，并随工作台一起移动，两者平行放置，并保持0.2～0.3mm的间隙。标准的感应同步器定尺长250mm，尺上是单向、均匀、连续的感应绕组；滑尺长100mm，尺上有两组励磁绕组，一组为正弦励磁绕组us，一组为余弦励磁绕组uc。滑尺绕组的节距与定尺绕组的节距相同，均为2mm，用τ表示。当正弦励磁绕组与定尺绕组对齐时，余弦励磁绕组与定尺绕组相差1/4节距。由于定尺绕组是均匀的，故滑尺上的两个绕组在空间位置上相差1/4节距，即π/2相位角。 图3－11 感应同步器结构示意图 　　定尺和滑尺的基板采用与机床床身热胀系数相近的材料，上面有用光学腐蚀方法制成的铜箔锯齿形的印制电路绕组，铜箔与基板之间有一层极薄的绝缘层。在定尺的铜绕组上面涂一层耐腐蚀的绝缘层，以保护尺面。在滑尺的绕组上面用绝缘粘接剂粘贴一层铝箔，以防静电感应。 　　感应同步器可以采用多块定尺接长，通过调整相邻定尺间隔，使总长度上的累积误差不大于单块定尺的最大偏差。在行程为几米到几十米的中型或大型机床中，工作台位移的直线测量大多数采用感应同步器来实现。当励磁绕组与感应绕组间发生相对位移时，由于电磁耦合的变化，使感应绕组中的感应电压随位移的变化而变化，感应同步器就是利用这个特点来进行测量的。根据励磁绕组中励磁方式的不同，感应同步器有相位工作方式和幅值工作方式。 (3)工作原理 1）鉴相方式 激磁电压： 感应电压： 2）鉴幅方式 激磁电压： 感应电压： 　　1)相位工作方式 　　给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以频率相同、幅值相同，但相位差90°的励磁电压，即 us=Umsinωt uc=Umsin(ωt+π/2)=Umcosωt 当滑尺移动X距离时，定尺绕组中的感应电压为 ud=kUmsin(ωt-θ)=kUmsin(ωt-2πX/τ) 式中，Um为励磁电压幅值；k为电磁耦合系数；θ为电气相位角； X为滑尺移动距离；τ为节距。 * 3 3.4　数控机床位置检测系统故障分析维修 3.4.1　数控机床的位置检测装置概述 3.4.1　对数控机床位置检测装置的要求 　　伺服系统是机床的驱动部分，计算机输出的控制信息通过伺服系统和传动装置变成机床运动。位置检测装置是数控机床伺服系统的重要组成部分，其作用是检测位移和速度，发送反馈信号，并与数控装置发出的指令信号比较，若有偏差，则经过放大后控制执行部件向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零。为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。不同的数控机床对检测元件和检测系统的精度要求、允许的最高移动速度都不相同。一般要求检测元件的分辨率在0.0001～0.1mm之间，测量精度为±（0.001～0.02）mm／m。系统分辨率的提高，对机床加工精度有一定的影响，但不宜过小，分辨率的选取和脉冲当量的选择方法一样，按机床加工精度的1/10～1/3选取。 　　对数控机床位置检测装置的基本要求是： 　　(1)高可靠性和高抗干扰性。检测装置应能抗各种电磁干扰，基准尺对温、湿度敏感性低，温、湿度变化对测量精度影响小。 　　(2)使用维护方便，适合机床运行环境。测量装置安装时要有一定的安装精度要求，安装精度要合理。由于受使用环境的影响，整个测量装置应该有较好的防尘、防油雾、防切屑等措施。 　　(3)能够满足精度和速度的要求。 　　（4)易于实现高速的动态测量、处理和自动化。 　　(5)成本低、寿命长。 3.4.2　位置检测装置的分类 　　1．数字式测量和模拟式测量 　　数字式测量是将被测量单位量化以后用数字形式来表示的。数字测量的输出信号一般是电脉冲，可以把它直接送到数控装置(计算机)进行