(5)--3.2 感应同步器自动检测技术.ppt

3新型传感器

3NewTypeSensors

1

3.1气敏和湿敏传感器

2

3.2感应同步器

3

3.5光电式传感器

4

3.6光纤式传感器

5

3.7超声波传感器

CONTENT

3.2感应同步器

02

3.2InductionSynchronizer

3.2感应同步器

3.2感应同步器

这是一种数字传感器，与前面介绍的电阻、电感、电容等位移传感器不同。它可以直接给出抗干扰能力较强的增量脉冲信号或编码信号。

感应同步器由两个平面形印刷绕组组成，利用两个平面绕组的互感随两平面绕组的相对位置变化，进行测量线位移和角位移的传感器，因此又称平面变压器。

特点：

感应同步器具有精度高、工作可靠、抗干扰能力强、寿命长等优点。

感应同步器结构简单、制造方便、对工作环境要求不高，在大中型机床上得到广泛应用。

3.2InductionSynchronizer

InductionSynchronizer

3.2感应同步器

3.2.1感应同步器结构及类型

sin

cos

滑尺

定尺

定尺绕组是以节距W连续均匀地分布在基板上；

滑尺是分段绕组，且空间的相位差为90°即正弦和余弦绕组。

1.长感应同步器结构

定尺和滑尺平行，

间隙为0.2~0.3mm

定尺绕组为连续绕组，用于输出与直线位移有关的信号。滑尺的绕组为分段绕组（又称为正，余弦绕组），工作时输入激磁电压，用以产生交变磁场。

InductionSynchronizer

3.2感应同步器

3.2.1感应同步器结构及类型

2.圆感应同步器结构

转子绕组是以节距W连续均匀地分布在基板上；

定子绕组是分段绕组，且空间的相位差为90°即正弦和余弦绕组。

转子绕组为连续绕组，用于输出与角度位移有关的信号。定子的绕组为分段绕组（又称为正，余弦绕组），工作时输入激磁电压，用以产生交变磁场。

InductionSynchronizer

直线感应同步器定滑尺

圆感应同步器定滑尺

3.2感应同步器

通用型前置放大器，激磁匹配器

感应同步器数显表

InductionSynchronizer

3.2感应同步器

3.2.2感应同步器工作原理

InductionSynchronizer

长感应同步器工作原理：

滑尺与定尺相互面向平行安装，两者保持0.2mm左右距离。

当滑尺绕组加以频率为f，幅值恒定的交流激磁电流I（或电压）时，定尺绕组将产生与激磁电流频率相同、幅值随两尺相对位置而变化的感应电势。

3.2感应同步器

3.2.2感应同步器工作原理

ABCDE

滑尺位于A点：这时两绕组完全重合，通过定尺的耦合磁通最大，这时定尺绕组中产生的感应电势最大。

滑尺移至B点：滑尺跨在定尺的两侧，定尺中的感应电势相互抵消为零。

滑尺位于C点：滑尺与定尺重合，但感应电势方向与A点相反，达到反方向最大。

D点：定尺中感应电势为零。

E点：感应电势又变为最大，输出变化一周期。

InductionSynchronizer

3.2感应同步器

3.2.2感应同步器工作原理

InductionSynchronizer

在一个周期内，感应电压的某一幅值对应两个位移点，如图中M、N两点。

为确定唯一位移，在滑尺上与正弦绕组错开1/4节距处，配置了余弦绕组。

3.2感应同步器

工作时，在滑尺的绕组上通励磁电压

由于电磁耦合作用，在定尺绕组上产生感应电压

当滑尺和定尺之间发生相对位移时

由于电磁耦合的变化，定尺上感应绕组中的感应电压也发生变化

感应电压的变化与相对位移之间有一定的关系

通过测量定尺绕组中的感应电压，借以进行位移量的检测

感应同步器工作原理小结

InductionSynchronizer

3.2感应同步器

3.2.3感应同步器输出信号的鉴别方式

以长感应同步器滑尺励磁为例，从定尺上输出的感应电动势，可以通过鉴别输出感应电动势的相位和幅值确定相应的位移。

1.感应同步器的鉴相工作方式

两个励磁绕组分别在定尺绕组上感应出电动势，其值分别为：

InductionSynchronizer

3.2感应同步器

3.2.3感应同步器输出信号的鉴别方式

两个励磁绕组分别在定尺绕组上感应出电动势，其值分别为：

Ku为电磁耦合系数

结论：通过鉴别定尺感应输出电压的相位角，即可测量定尺和滑尺之间的相对位移量。

例如：定尺感应输出电压与滑尺励磁电压之间的相位差为3.6°，当节距为2mm时，表明滑尺移动的位移是多少？

InductionSynchronizer

3.2.3感应同步器输出信号的鉴别方式

1.感应同步器的鉴相工作方式

3.2感应同步器

从上面讨论还可以看出，在一个节距W内，感应输出电压的相位θ与滑尺和定尺间位移x相对应，每当位