第7章 位移数字传感器.pptVIP

第1页，共27页，星期日，2025年，2月5日概述一、位移-数字传感器的特点：大量程，高精度，高分辨率，抗干扰能力强，稳定性好，易于与计算机接口。二、分类角度数字编码器光栅传感器感应同步器第2页，共27页，星期日，2025年，2月5日第一节角度－数字编码器一、分类脉冲盘式编码器（增量编码器）接触式编码器编码器码盘式编码器电磁式编码器（绝对编码器）光电编码器第3页，共27页，星期日，2025年，2月5日二、码盘式编码器（绝对编码器）1、接触式码盘1）四位二进制码盘电刷α=3600/2n循环码盘第4页，共27页，星期日，2025年，2月5日2）循环码盘相邻的两个数码间只有一个是变化的。可降低对对码盘的制作与电刷的安装要求。第5页，共27页，星期日，2025年，2月5日2、光电式编码器（非接触式）结构：采用照相腐蚀工艺，刻出透光、不透光的码形。装有与码道相同个数的光电转换元件替代电刷。提高分辨率的方法：插值法第6页，共27页，星期日，2025年，2月5日特点：非接触式，分辨率高，精度高（10-8），n可达16，体积小，易于集成，允许高速旋转。但复杂，光源寿命较短。第7页，共27页，星期日，2025年，2月5日三、脉冲盘式编码器（增量编码器）1、结构与工作原理光电转换器光栅盘缝隙(1度1个)光电管第8页，共27页，星期日，2025年，2月5日三、脉冲盘式编码器（增量编码器）实际码盘零位外圈内圈零位脉冲A相脉冲B相脉冲光电转换第9页，共27页，星期日，2025年，2月5日n决定了码盘的精度，受电刷数量的限制特点：简单对码盘的制作与电刷的安装要求严辩向电路：第10页，共27页，星期日，2025年，2月5日第11页，共27页，星期日，2025年，2月5日2、输出例：国产SZGH-01600P/rA、B相脉冲，相差90度1P/rC脉冲，作零位标记30KHZ最高可达25000P/r3、精度取决于码盘本身的精度分辨率取决于每转的脉冲数4、利用C相脉冲，每转一圈复位一次，因而无论正、反转，计数器每次反映的都是相对于上次角度的增量，故称为增量法。第12页，共27页，星期日，2025年，2月5日第二节栅式数字传感器一、分类1、光栅：物理光栅：利用光的衍射原理，主要用于光谱分析，波长等的测定。计量光栅：利用莫尔（Moire）现象，主要用于测量长度、角度、v、a、震动等。2、磁栅：一种磁电转换器，工作原理类似录音带。本节主要介绍计量光栅第13页，共27页，星期日，2025年，2月5日二、计量光栅1、分类透射光栅长光栅幅值光栅（黑白光栅）反射光栅圆光栅相位光栅（闪耀光栅）新型：激光全息光栅，偏振光栅此处主要讲透射光栅2、工作原理第14页，共27页，星期日，2025年，2月5日光栅：栅尺，尺面刻有排列规则、形状规则、平行的刻线，透明（白）、不透明（黑）。a=b光栅距：d=a+babd第15页，共27页，星期日，2025年，2月5日w莫尔条纹两个亮条纹之间的宽度既为其间距。莫尔条纹：两块栅尺面对面相迭合，并使两块栅线形成很小的夹角θ，由此出现的明暗相间的条纹。ww第16页，共27页，星期日，2025年，2月5日1）栅尺：标尺光栅：主光栅，长度由测量范围定，不移动指示光栅：移动，需有足够长以获得足够的莫尔条纹区。2）莫尔条纹：w=d/θ当θ很小时w对d有几百倍的放大作用例：令d=0.02mm,θ=0ad则w=d/θ=11.4592mmK=w/d=573第17页，共27页，星期日，2025年，2月5日栅尺移动一个d，莫尔条纹移动一个w；栅尺移动的方向与莫尔条纹移动的方向相对应