直线感应同步器.PPT

第五章 位置检测装置;第五章 位置检测装置;一、概述;间接测量示例 ;直接测量示例 ;二、光电编码器;转轴; 光电编码器的指示光栅上有A组与B组两组狭缝，彼此错开1/4节距，两组狭缝相对应的光敏元件所产生的信号A、 B彼此相差90?相位，用于辩向。;二、光电编码器; 利用编码器测量伺服电机的转速、转角，并通过伺服控制系统控制其各种运行参数。;二、光电编码器——刀库选刀控制中的应用;三、光栅;三、光栅;2、透射光栅的结构 在直光栅中，若a为刻线宽度，b为缝隙宽度，则ω＝a+b称为光栅的栅距(也称光栅常数)。通常a＝b，或a:b＝1.1:0.9。线纹密度一般为每毫米100、50、25和10线。;3、莫尔条纹的产生;三、光栅;三、光栅;光栅位移;三、光栅;5、光栅尺的输出信号与测量电路——脉冲细分 细分技术能在不增加光栅刻线数及价格的情况下提高光栅的分辨力。细分前，光栅的分辨力只有一个栅距的大小。采用4细分技术后，计数脉冲的频率提高了4倍，相当于原光栅的分辨力提高了3倍，测量步距是原来的1/4，较大地提高了测量精度。;光栅在数控车床上的安装位置;三、光栅;四、直线感应同步器;2、感应同步器的工作原理. 感应同步器是利用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，感应绕组中的感应电压随位移的变化而变化，借以进行位移量的检测。 感应同步器滑尺上的绕组是励磁绕组，定尺上的绕组是感应绕组。 定尺固定在床身上，滑尺则安装在机床的移动部件上。通过对感应电压的测量，可以精确地测量出位移量。;感应电动势;四、直线感应同步器;四、直线感应同步器;1）鉴相方式： 滑尺与定尺相对位移量 x 的求取： ∵ W: 2π= x : θ ∴ x = Wθ ／2π 结论：相对位移量 x 与 相位角θ 呈线性关系，只要能测出相位角θ ，就可求得位移量 x 。 ;2）鉴幅型 在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不同的交变电压：  Us= Um sinθ1sinωt  Uc = Um cosθ1sinωt  θ1= π x2 ／τ（ x2是指令位移值）  则定尺绕组上总输出的感应电动势为 e = Us+ Uc=KUscosθ1－KUcsinθ1  =KUm sin（θ1－θ）sinωt结论：只要能测出Us与Uc相位差θ1 ，就可求得滑尺与定尺 相对位移量 x 。;几点说明： 感应同步器的测量周期为其绕组的节距2τ（2mm） 感应同步器的测量精度取决于测量电路对输出感应电压的细分精度。 现在商品化的感应同步器的输出大多是脉冲量，使其能方便 地采用现代的数字处理技术 用途： 长感应同步器目前被广泛地应用于大位移静态与动态测量中，例如用于三坐标测量机、程控数控机床及高精度重型机床及加工中测量装置等。圆感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。;感应同步器的优点是： ①具有较高的精度与分辨力。其测量精度首先取决于印制电路绕组的加工精度，温度变化对其测量精度影响不大。感应同步器是由许多节距同时参加工作，多节距的误差平均效应减小了局部误差的影响。 ②抗干扰能力强。感应同步器在一个节距内是一个绝对测量装置，在任何时间内都可以给出仅与位置相对应的单值电压信号，因而瞬时作用的偶然干扰信号在其消失后不再有影响。平面绕组的阻抗很小，受外界干扰电场的影响很小。;感应同步器的优点（续） ③使用寿命长，维护简单。定尺和滑尺，定子和转子互不接触，没有???擦、磨损，所以使用寿命很长。它不怕油污、灰尘和冲击振动的影响，不需要经常清扫。但需装设防护罩，防止铁屑进入其气隙。 ④可以作长距离位移测量。可以根据测量长度的需要，将若干根定尺拼接。拼接后总长度的精度可保持（或稍低于）单个定尺的精度。目前几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量，大多采用感应同步器来实现。⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。