第四节 新型角度传感器.pptVIP

第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日本节主要内容内容：：1、圆光栅：类型、莫尔条纹2、圆磁栅形成：测量原理3、感应同步器：分类、应用、工作原理、圆形感应同步器4、角编码器：定义、类型、工作原理5、环形激光器：重点：圆光栅和环形激光器的测量原理第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日一、圆光栅莫尔条纹：两等线距光栅相互成一小角度时，即形成莫尔条纹；两光栅相互运动时间看到的是莫尔条纹运动。莫尔条纹的特点：放大作用：相对原光栅具有放大（移动）的作用；误差平均；信号波形的正弦性。第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日两光栅交点由栅线序数N、M组成。K=M－N第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日令K=M－N条纹I：(-3,-1)、(-2,0)、(-1,1)、(0,2)、(1,3)…K=2条纹II：(-2,-1)、(-1,0)、(0,1)、(1,2)、(2,3)…K=1条纹III：(-1,-1)、(0,0)、(1,1)、(2,2)、(3,3)…K=0设两光栅节距分别是P1、P2，相交角θ可得莫尔条纹方程：第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日长光栅莫尔条纹播放动画第11页，共38页，星期日，2025年，2月5日长光栅光闸莫尔条纹播放动画第12页，共38页，星期日，2025年，2月5日圆光栅类型：径向圆光栅（图3-29a）切向圆光栅（图3-29b）圆光栅的莫尔条纹有许多类型，在角度测量中主要是应用以下两种：环形莫尔条纹和圆弧形莫尔条纹。图3-29圆光栅第13页，共38页，星期日，2025年，2月5日1．环形莫尔条纹形成：将两块栅线数目相同，切线圆半径分别为r1和r2的切向圆光栅同心安置（图3-30），形成以光栅中心为圆心的莫尔条纹簇，叫做环形莫尔条纹。条纹间距B为：式中，W为栅距；R为平均半径。特点：当两光栅相对转过一个栅距时，环形条纹就由中心向外（或向内，由旋转方向而定）移过一个条纹（演示）。该条纹最适用于多读数头的测量装置图3-30切向光栅产生环形莫尔条纹第14页，共38页，星期日，2025年，2月5日第15页，共38页，星期日，2025年，2月5日环形莫尔条纹播放动画播放中……单击准备演示第16页，共38页，星期日，2025年，2月5日2.圆弧形莫尔条纹形成：将两块栅线数目相同的径向圆光栅偏心安置（偏心量为e），则两光栅的栅线交角将不同，这样就会形成曲率半径各不相同的圆弧形莫尔条纹簇，如图3-31所示。特点：条纹簇都与两光栅中心连线相切于连线的中心点，条纹簇的圆心都位于两光栅中心连线的垂直平分线上；条纹间距随条纹的位置而不同。条纹有三种形式：横向莫尔条纹；纵向莫尔条纹；斜向莫尔条纹；角度测量中多用横向莫尔条纹。图3-31径向光栅产生圆弧形莫尔条纹第17页，共38页，星期日，2025年，2月5日第18页，共38页，星期日，2025年，2月5日播放中……圆弧莫尔条纹单击准备演示播放动画第19页，共38页，星期日，2025年，2月5日光闸莫尔条纹播放动画播放中……第20页，共38页，星期日，2025年，2月5日单击准备演示辐射形莫尔条纹播放动画第21页，共38页，星期日，2025年，2月5日圆光栅是精密测角的主要器件之一，广泛用于测角、刻度和度盘检测。图3-32是利用圆光栅检定度盘的示意图。图3-32用圆光栅检定度盘第22页，共38页，星期日，2025年，2月5日二、圆磁栅图3-33圆磁栅（沿圆周展开）1—基体；2——磁膜1．形成：在一个圆柱（圆盘）基体的表面上镀上一层磁膜，当圆盘均匀旋转时，把由一标准频率（信号）发生器（如石英振荡器）发出的频率极为准确稳定的正弦波电压信号，记录在磁膜上面，磁膜经交流反复磁化，就形成如图3-33所示之磁极对应的磁格（N和S两两相对），此录磁圆盘就是以磁波为分度标准的圆磁栅。第23页，共38页，星期日，2025年，2月5日图3-34为录磁装置的示意图图3-34录磁原理示意图第24页，共38页，星期日，2025年，2月5日2．测量原理：利用圆磁栅测角或分度时，磁栅和被测件一起同轴旋转，再利用放磁头将磁栅上的标准录磁信号拾放出来，并进