第十一章 数字式位置传感器 《自动检测技术知识及应用（第2版）》课件.ppt

介绍几种常用数字式位置传感器的结构、原理，如角编码器、M法测速、光栅传感器、莫尔条纹、磁栅传感器、容栅传感器等，并讨论他们在直线位移和角位移精密测量以及机床位置控制中的应用。;11.1 位置测量方式 11.2 角编码器 11.3 光栅传感器 11.4 磁栅传感器 11.5 容栅传感器;第一节 位置测量的方式 ;*;*;直接利用数字式直线位移传感器测量直线机床的位移量;2.间接测量 ;齿轮-齿条副的位移转换演示 ;传动机构;滚珠丝杠螺母副;传动分析; 二、增量式和 绝对式测量 ;第二节 角编码器 ;光电脉冲角编码器示意图;一、绝对式角编码器;绝对式测量角编码器;绝对式编码器（接触式）演示;其他角编码器外形（参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司光盘资料）;其他角编码器外形（续）;其他角编码器外形（续）;2．绝对式光电编码器结构 ;绝对式光电码盘与增量式码盘的区别 ;绝对式光电编码器的分辨力及分辨率;增量式光电编码器的分辨力及分辨率;E1050-14绝对式角编码器的特性参数;二、增量式编码器;?;辨向原理;光电编码器的两个“辨向元件” ; 两路光电信号判断旋转方向 ;辨向信号和零标志; 零标志（一转脉冲）波形及作用;三、角编码器的应用;M法测速和T法测速;M法测速（适合于高转速场合）;M法门控测速电路;M法测速的计算 ;±1误差简述;2）产生±1误差的原因：测频时，计数脉冲通过闸门进入计数器。由于闸门开启时刻（秒信号的上升沿）和被测计数脉冲上升沿到来的时刻之间的关系是随机的,有可能在第二个t闸门时间里，比在第一个t闸门时间多计数了一个脉冲，或少计数了一个脉冲,就造成了±误差。;例 某角编码器的技术指标为1024个脉冲/r（即N＝1024P/r =1K），在0.2s时间内，测得100个脉冲，即ts=0.2s，m１=100，求：;3）如果将ts延长到1s，m１＇必然增加到500，则;M法测速计算;T法测速（适合于低转速场合）;T法测速举例;;;编码器在伺服电机中的应用;编码器在伺服电机中的应用;增量式编码器在定位加工中的应用（例1，增量式）;绝对式编码器在定位加工中的应用（例 2，绝对式计算）;数控加工中心; 编码器在数控加工中心的刀库选刀控制中的应用; 用不同的刀??完成不同的加工;角编码器用于汽车壳体焊接机械手;第三节 光栅传感器 ;尺身;扫描头（与移动部件固定）;透射式直线光栅结构及组成;透射式光栅;透射式圆光栅;反射式光栅;反射式光栅及读出光电信号莫尔条纹演示;莫尔条纹的光学放大作用 ;莫尔条纹的光学放大作用（暗线到暗线的间距大于刻线的间距） ;莫尔条纹演示;莫尔条纹光学放大作用的计算 ;光栅输出信号（正弦波，1V）;光栅输出信号整形后转换为TTL电平;sin和cos光敏元件的输出电压波形及细分脉冲;脉冲细分;光栅细分举例 ;辨向电路及波形;正向运动产生加法脉冲;微机光栅数显表的组成框图;为光栅设计的专用数据转接器（光栅计数卡）;为光栅设计的专用信号处理单元 （光栅插补器）;光栅在机床上的安装位置（2个自由度）;光栅在机床上的安装位置（3个自由度）;光栅在机床上的安装位置 （3个自由度）（续）;2自由度光栅数显表;3自由度光栅数显表;光栅数显表（续）;SDS8-3E 光栅数显箱功能:;光栅数显表（续）;安装有直线光栅的数控机床加工实况 ;第四节 磁栅传感器 ;磁栅的外形及结构;磁栅测量系统;磁栅在机床上的安装;磁头与磁尺相对运动时的输出波形演示;鉴相型磁栅数显表的原理框图 ;XCCB磁栅传感器的特性参数 ;例：某磁栅传感器特性见上页，刻线数为每mm20线，现希望分辨力达到1?m，求细分数。 ;磁栅测量系统;磁栅在磨床测长系统中的应用;磁栅在铣床直线位移测量中的应用;第五节 容栅传感器 ;结构及工作原理 ;容栅的结构 ;容栅结构放大图 ;容栅传感器的内部结构及容量变化曲线;容栅的结构 ;容栅传感器特性指标;各种容栅测量装置;各种容栅数显表;各种容栅数显卡尺;各种容栅数显卡尺（续）;各种容栅卡尺（续）;各种容栅数显卡尺（续）;各种容栅数显卡尺（续）;容栅数显卡尺的结构;容栅数显卡尺内的数据和信号处理组合功能块;数显千分尺;数显千分尺（续）;数显外径测量台;数显内螺孔深度尺;容栅数显百分表;其他容栅数显百分表;容栅数显千分表;容栅数显测高仪;容栅数显测高仪;休 息 一 下