自動(dòng)檢測(cè)課件

第一章位移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系制作第一章自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)

本章主要介紹直線位移和角位移（轉(zhuǎn)速）的檢測(cè)，內(nèi)容包括一個(gè)項(xiàng)目和二個(gè)拓展實(shí)訓(xùn)，通過項(xiàng)目和拓展實(shí)訓(xùn)掌握位移檢測(cè)的常用傳感器?；局R(shí)主要介紹電位器式、光電式、感應(yīng)同步器、光柵傳感器、光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器等傳感器。項(xiàng)目主要介紹用光電編碼器測(cè)機(jī)床主軸的方法和步驟。拓展實(shí)訓(xùn)是對(duì)本章基本知識(shí)的補(bǔ)充應(yīng)用，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為用光柵傳感器測(cè)機(jī)床工作臺(tái)位移和旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)1.項(xiàng)目說明2.基本知識(shí)3.項(xiàng)目計(jì)劃4.項(xiàng)目方案5.項(xiàng)目實(shí)施過程6.項(xiàng)目檢查與評(píng)估廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目目的

1）掌握位移傳感器的原理和應(yīng)用2）掌握機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量2.項(xiàng)目條件

1）光電編碼器2）三菱FX2N系列PLC、FXGPWIN3.3軟件、主電機(jī)3.項(xiàng)目?jī)?nèi)容及要求

切紙機(jī)完成的最基本動(dòng)作是把待裁切的材料送到指定位置，然后進(jìn)行裁切。其控制的核心是一個(gè)單軸定位控制。應(yīng)用光電編碼器來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速測(cè)量，達(dá)到單軸定位的控制。

一.項(xiàng)目介紹項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作二、基本知識(shí)主要內(nèi)容：1.掌握電位器式傳感器的工作原理及應(yīng)用。2.掌握光電式傳感器的種類、工作原理及應(yīng)用。3.掌握光電編碼器的工作原理及應(yīng)用。4.掌握光柵傳感器的工作原理及應(yīng)用。5.了解旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器的工作原理及應(yīng)用。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作3.2.1電阻式位移傳感器電阻式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種傳感器,按工作的原理可分為:變阻器式、電阻應(yīng)變式、熱敏式、光敏式、電敏式.本章講述變阻器式，又稱為電位器式傳感器。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作等效電路分析:xLL-變阻器總長(zhǎng);x-電刷移動(dòng)量.R-總電阻;RL電刷電阻;R=K*ll=R/KEE1Lx=RRL=EE1x=L*E1/E項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作(2)變阻器式傳感器的性能參數(shù):1)線性(或曲線的一致性);4)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)角度范圍;2)分辨率;5)電阻溫度系數(shù);3)整個(gè)電阻值的偏差;6)壽命;(3)變阻器式傳感器的分類按測(cè)量類型：?jiǎn)稳﹄娢黄鞫嗳﹄娢黄髦本€滑動(dòng)式電位器項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作按制作方式：線繞電位器導(dǎo)電塑料電位器普通塑料基底導(dǎo)電材料粉項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作變阻器式傳感器產(chǎn)品項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作應(yīng)用案例1：重量的自動(dòng)檢測(cè)--配料設(shè)備

比較重量設(shè)定原材料原理：彈簧->力->位移

->電位器->電阻項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作應(yīng)用案例2：煤氣包儲(chǔ)量檢測(cè)煤氣包鋼絲原理：鋼絲->收線圈數(shù)

->電位器

->電阻項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作應(yīng)用案例3：電位器測(cè)量布料張力項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作應(yīng)用案例4：行程控制項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作案例5：玩具機(jī)器人原理：電機(jī)->轉(zhuǎn)角

->電位器

->電阻項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作

用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串能量為hf的光子的轟擊，組成這物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。

一、外光電效應(yīng)：在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，基于外光電效應(yīng)的光電元件有紫外光電管、光電倍增管、光電攝像管等。二、內(nèi)光電效應(yīng)：在光線的作用下能使物體的電阻率改變。光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管和光每晶閘管。三、光生伏特效應(yīng)：物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。光電池項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)3.2.2光電傳感器廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作當(dāng)入射紫外線照射在紫外管陰極板上時(shí)，電子克服金屬表面對(duì)它的束縛而逸出金屬表面，形成電子發(fā)射。紫外管多用于紫外線測(cè)量、火焰監(jiān)測(cè)等。

紫外線項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作

當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，阻值減小。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作

當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光生電子—空穴對(duì)增加，阻值減小，電流增大。暗電流（越小越好）項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光敏二極管

將光敏二極管的PN結(jié)設(shè)置在透明管殼頂部的正下方，光照射到光敏二極管的PN結(jié)時(shí)，電子-空穴對(duì)數(shù)量增加，光電流與照度成正比。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作紅外發(fā)射、接收對(duì)管外形

紅外發(fā)射管紅外接收管項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光敏二極管的反向偏置接法

在沒有光照時(shí)，由于二極管反向偏置，所以反向電流很小，這時(shí)的電流稱為暗電流，相當(dāng)于普通二極管的反向飽和漏電流。當(dāng)光照射在二極管的PN結(jié)（又稱耗盡層）上時(shí)，在PN結(jié)附近產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)數(shù)量也隨之增加，光電流也相應(yīng)增大，光電流與照度成正比。

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作

在沒有光照時(shí)，由于二極管反向偏置，反向電流（暗電流）很小。

當(dāng)光照增加時(shí)，光電流IΦ與光照度成正比關(guān)系。

光敏二極管的反向偏置接法UO+—光照項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光敏三極管

光敏三極管有兩個(gè)PN結(jié)。與普通三極管相似，有電流增益，靈敏度比光敏二極管高。多數(shù)光敏三極管的基極沒有引出線，只有正負(fù)（c、e）兩個(gè)引腳，所以其外型與光敏二極管相似，從外觀上很難區(qū)別。

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光敏三極管外形

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光敏三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)

a)

內(nèi)部組成b)管芯結(jié)構(gòu)c）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖

1—集電極引腳2—管芯3—外殼4—玻璃聚光鏡

5—發(fā)射極引腳6—N+襯底7—N型集電區(qū)8—SiO2保護(hù)圈9—集電結(jié)10—P型基區(qū)11—N型發(fā)射區(qū)12—發(fā)射結(jié)

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光電特性

0光照光電流光敏三極管光敏二極管3000lx4mA請(qǐng)判斷靈敏度的高低0.3mA請(qǐng)計(jì)算當(dāng)E=100lx時(shí)，光敏二極管的光電流IΦ

IΦE廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光敏晶閘管

光敏晶閘管有三個(gè)引出電極，即陽極a、陰極k和門極g。它的頂部有一個(gè)玻璃透鏡，光敏晶閘管的陽極與負(fù)載串聯(lián)后接電源正極，陰極接電源負(fù)極，門極可懸空。當(dāng)有一定照度的光信號(hào)通過玻璃窗口照射到正向阻斷的PN結(jié)上時(shí)，將產(chǎn)生門極電流，從而使光敏晶閘管從阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通后，即使光照消失，光敏晶閘管仍維持導(dǎo)通。要切斷已觸發(fā)導(dǎo)通的光敏晶閘管，必須使陽極與陰極的電壓反向，或使負(fù)載電流小于其維持電流。光敏晶閘管的特點(diǎn)是：導(dǎo)通電流比光敏三極管大得多，工作電壓有的可達(dá)數(shù)百伏，因此輸出功率大，可用于工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)控制。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光敏晶閘管外形光敏面akgRgVcc項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作基于光生伏特效應(yīng)的光電元件

——光電池在N型襯底上制造一薄層P型層作為光照敏感面，就構(gòu)成最簡(jiǎn)單的光電池。當(dāng)入射光子的能量足夠大時(shí)，P型區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對(duì)光生電子—空穴對(duì)，光生電子—空穴對(duì)的的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使電子通過漂移運(yùn)動(dòng)被拉到N型區(qū)，空穴留在P區(qū)，所以N區(qū)帶負(fù)電，P區(qū)帶正電。如果光照是連續(xù)的，經(jīng)短暫的時(shí)間，PN結(jié)兩側(cè)就有一個(gè)穩(wěn)定的光生電動(dòng)勢(shì)輸出。

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光電池外形光敏面項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作能提供較大電流的大面積光電池外形項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作其他光電池及在照度測(cè)量中的應(yīng)用柔光罩下面為圓形光電池廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用太陽能賽車太陽能電動(dòng)機(jī)模型太陽能硅光電池板項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用（續(xù)）太陽能發(fā)電項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作應(yīng)用案例1：光電管應(yīng)用于吸收式煙塵濁度監(jiān)測(cè)儀項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)

為了提高檢測(cè)靈敏度，采用具有高增益、高輸入阻抗、低零漂、高共模抑制比的運(yùn)算放大器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大?？潭刃Ｕ挥脕磉M(jìn)行調(diào)零與調(diào)滿刻度，以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。顯示器用來顯示濁度瞬時(shí)值。報(bào)警電路由多諧振蕩器組成，當(dāng)運(yùn)算放大器輸出濁度信號(hào)超過規(guī)定值時(shí)，多諧振蕩器工作，輸出信號(hào)經(jīng)放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)

燈光亮度自動(dòng)控制原理應(yīng)用案例2：光敏電阻應(yīng)用于燈光亮度自動(dòng)控制廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作應(yīng)用案例3：光電池應(yīng)用于測(cè)光文具盒項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作電路中采用2CR11硅光電池作為測(cè)光傳感器，它被安裝在文具盒的表面，直接感受光的強(qiáng)弱。采用兩個(gè)發(fā)光二極管作為光照強(qiáng)弱的指示。當(dāng)光照度小于100lx時(shí)，光電池產(chǎn)生的電壓較小，半導(dǎo)體管壓降較大或處于截止?fàn)顟B(tài)，兩個(gè)發(fā)光二極管都不亮；當(dāng)光照度在100lx～200lx之間時(shí)，發(fā)光二極管VD2點(diǎn)亮，表示光照度適中；當(dāng)光照度大于2001x時(shí)，光電池產(chǎn)生的電壓較高，半導(dǎo)體管壓降較小，此時(shí)兩個(gè)發(fā)光二極管均點(diǎn)亮，表示光照太強(qiáng)了。借助測(cè)光表調(diào)節(jié)電位器RP和R*可使電路滿足上述要求。

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光電式轉(zhuǎn)速傳感器項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測(cè)從光源發(fā)射的光，通過開孔盤和縫隙照射到光敏元件上，使光敏元件感光。開孔盤上開有一定數(shù)量的小孔，當(dāng)開孔盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周，光敏元件感光的次數(shù)與盤的開孔數(shù)相等，因此產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的電脈沖信號(hào)。假設(shè)圓盤開孔數(shù)目為N，時(shí)間間隔T,計(jì)數(shù)脈沖數(shù)總數(shù)為n.則V=n/(N*T)。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)3.2.3感應(yīng)同步器

利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的位置檢測(cè)裝置。感應(yīng)同步器按其運(yùn)動(dòng)形式和結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為旋轉(zhuǎn)式（或稱圓盤式）和直線式兩種。前者用來檢測(cè)轉(zhuǎn)角位移，用于精密轉(zhuǎn)臺(tái)，各種回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)；后者用來檢測(cè)直線位移，用于大型和精密機(jī)床的自動(dòng)定位，位移數(shù)字顯示和數(shù)控系統(tǒng)中，兩者工作原理和工作方式相同。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)結(jié)構(gòu)：感應(yīng)同步器由定子和滑尺兩部分組成。滑尺上制有兩組分段繞組，分別稱為正弦繞組和余弦繞組，這兩段繞組相對(duì)于定尺繞組在空間錯(cuò)開1/4的節(jié)距，節(jié)距用2τ表示，安裝時(shí)定尺組件與滑尺組件安裝在機(jī)床的不動(dòng)和移動(dòng)部件上，廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)

例如工作臺(tái)和床身，滑尺安裝在機(jī)床上，并自然接地。工作時(shí)，當(dāng)在滑尺兩個(gè)繞組中的任一繞組加上激勵(lì)電壓時(shí)，由于電磁感應(yīng)，在定尺繞組中會(huì)感應(yīng)出相同頻率的感應(yīng)電壓，通過對(duì)感應(yīng)電壓的測(cè)量，可以精確的測(cè)量出位移量。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)感應(yīng)同步器的特點(diǎn)：①具有較高的精度與分辨力。

②抗干擾能力強(qiáng)。

③使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。

④可以作長(zhǎng)距離位移測(cè)量。

⑤工藝性好，成本較低，便于復(fù)制和成批生產(chǎn)。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作3.2.4光柵傳感器

一、光柵的類型和結(jié)構(gòu)

計(jì)量光柵可分為透射式光柵和反射式光柵兩大類，均由光源、光柵副、光敏元件三大部分組成。計(jì)量光柵按形狀又可分為長(zhǎng)光柵和圓光柵。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作尺身尺身安裝孔反射式掃描頭（與移動(dòng)部件固定）掃描頭安裝孔可移動(dòng)電纜光柵的外形及結(jié)構(gòu)防塵保護(hù)罩的內(nèi)部為長(zhǎng)磁柵項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作掃描頭（與移動(dòng)部件固定）光柵尺可移動(dòng)電纜項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作反射式光柵項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作透射式光柵項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作透射式圓光柵固定項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)

在透射式直線光柵中，把主光柵與指示光柵的刻線面相對(duì)疊合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線保持很小的夾角θ。在兩光柵的刻線重合處，光從縫隙透過，形成亮帶；在兩光柵刻線的錯(cuò)開處，由于相互擋光作用而形成暗帶。

光柵的刻線寬度W莫爾條紋的寬度L

L≈W/θ

，（θ為主光柵和指示光柵刻線的夾角，弧度）

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作莫爾條紋演示項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作

有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為50，主光柵與指示光柵的夾角=1.8，則：分辨力=柵距W=1mm/50=0.02mm=20m（由于柵距很小，因此無法觀察光強(qiáng)的變化）莫爾條紋的寬度是柵距的32倍：

L≈W/θ=0.02mm/（1.8*3.14/180

）

=0.02mm/0.0314=0.637mm

由于較大，因此可以用小面積的光電池“觀察”莫爾條紋光強(qiáng)的變化。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光柵的輸出信號(hào)（TTL）余弦信號(hào)（超前）正弦信號(hào)零位信號(hào)項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光柵輸出信號(hào)（電壓正弦波）細(xì)分點(diǎn)余弦信號(hào)正弦信號(hào)零位信號(hào)項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作脈沖細(xì)分

細(xì)分技術(shù)能在不增加光柵刻線數(shù)及價(jià)格的情況下提高光柵的分辨力。細(xì)分前，光柵的分辨力只有一個(gè)柵距的大小。采用4細(xì)分技術(shù)后，計(jì)數(shù)脈沖的頻率提高了4倍，相當(dāng)于原光柵的分辨力提高了3倍，測(cè)量步距是原來的1/4，較大地提高了測(cè)量精度。細(xì)分前細(xì)分后廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光柵細(xì)分舉例

有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為50，細(xì)分?jǐn)?shù)為4細(xì)分，則：分辨力=W/4

=（1mm/50）/4=0.005mm=5m

采用細(xì)分技術(shù)，在不增加光柵刻線數(shù)（成本）的情況下，將分辨力提高了3倍。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作如果傳感器只安裝一套光電元件，則在實(shí)際應(yīng)用中，無論光柵作正向移動(dòng)還是反向移動(dòng)，光敏元件都產(chǎn)生相同的正弦信號(hào)，無法分辨位移的方向。例：某1024p/r圓光柵，正轉(zhuǎn)10圈，反轉(zhuǎn)4圈，若不采取辨向措施，則計(jì)數(shù)器將錯(cuò)誤地得到14336個(gè)脈沖，而正確值為：(10－4)×1024＝6144個(gè)脈沖。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作正向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生

加法脈沖正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與門IC2無“減”計(jì)數(shù)脈沖輸出。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作為光柵設(shè)計(jì)的專用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器（光柵計(jì)數(shù)卡）內(nèi)部包含以下電路：放大、整形、細(xì)分、辨向、報(bào)警、阻抗變換等。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作為光柵設(shè)計(jì)

的專用信號(hào)

處理單元（光柵插補(bǔ)器）功能同上頁廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光柵在機(jī)床上的安裝位置（2個(gè)自由度）廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光柵在機(jī)床上的安裝位置（3個(gè)自由度）數(shù)顯表廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光柵在機(jī)床上

的安裝位置

（3個(gè)自由度）（續(xù)）廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作2自由度光柵數(shù)顯表X位移顯示Z（Y）位移顯示廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作3自由度光柵數(shù)顯表項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作防護(hù)罩內(nèi)為直線光柵光柵掃描頭被加工工件切削刀具角編碼器安裝在夾具的端部項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作3.2.5光電編碼器

信號(hào)航空插頭（參考德國(guó)沃申道夫公司資料）編碼器外形項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作角編碼器外形拉線式角編碼器利用線輪，能將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作其他角編碼器外形

（參考德國(guó)圖爾克傳感與自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)公司）項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作一、絕對(duì)式編碼器絕對(duì)式碼盤與增量式碼盤有何區(qū)別？10碼道光電絕對(duì)式碼盤

絕對(duì)式編碼器按照角度直接進(jìn)行編碼，可直接把被測(cè)轉(zhuǎn)角用數(shù)字代碼表示出來。根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方式有接觸式、光電式等形式。

透光區(qū)不透光區(qū)零位標(biāo)志項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作絕對(duì)式接觸式編碼器演示4個(gè)電刷4位二進(jìn)制碼盤

+5V輸入公共碼道最小分辨角度為α=360°/2n

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作2．絕對(duì)式光電編碼器

a）光電碼盤的平面結(jié)構(gòu)（8碼道）b）光電碼盤與光源、光敏元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系（4碼道）

高位低位項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作絕對(duì)式光電編碼器的分辨力及分辨率絕對(duì)式光電編碼器的測(cè)量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與碼盤上的碼道數(shù)n有關(guān)，即最小能分辨的角度及分辨率為：

α=360°/2n分辨率=1/2n項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作增量式光電編碼器的分辨力及分辨率增量式光電編碼器的測(cè)量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與碼盤圓周上的狹縫條紋數(shù)n有關(guān)，即最小能分辨的角度及分辨率為：分辨角度分辨率：項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作增量式編碼器轉(zhuǎn)軸盤碼及狹縫光敏元件光欄板及辨向用的A、B狹縫LEDABC零位標(biāo)志ABC項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作光電編碼器的輸出波形

為了判斷碼盤旋轉(zhuǎn)的方向，在上圖的光欄板上的兩個(gè)狹縫距離是碼盤上的兩個(gè)狹縫距離的（m+1/4）倍，m為正整數(shù)，并設(shè)置了兩組光敏元件A、B，有時(shí)又稱為sin、cos元件。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作辨向信號(hào)和零標(biāo)志

光電編碼器的光欄板上有A組與B組兩組狹縫，彼此錯(cuò)開1/4節(jié)距，兩組狹縫相對(duì)應(yīng)的光敏元件所產(chǎn)生的信號(hào)A、B彼此相差90相位，用于辯向。當(dāng)編碼正轉(zhuǎn)時(shí)，A信號(hào)超前B信號(hào)90；當(dāng)碼盤反轉(zhuǎn)時(shí)，B信號(hào)超前A信號(hào)90。

在上一頁圖的碼盤里圈，還有一根狹縫C，每轉(zhuǎn)能產(chǎn)生一個(gè)脈沖，該脈沖信號(hào)又稱“一轉(zhuǎn)信號(hào)”或零標(biāo)志脈沖，作為測(cè)量的起始基準(zhǔn)。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作三、角編碼器的應(yīng)用角編碼器除了能直接測(cè)量角位移或間接測(cè)量直線位移外，可用于數(shù)字測(cè)速、工位編碼、伺服電機(jī)控制等。項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作M法測(cè)速（適合于高轉(zhuǎn)速場(chǎng)合）T

編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生N個(gè)脈沖，在T時(shí)間段內(nèi)有m1

個(gè)脈沖產(chǎn)生，則轉(zhuǎn)速（r/min)為：n=60m1/（NT）

m1項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作例題T

有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，在5s時(shí)間內(nèi)測(cè)得65536個(gè)脈沖，則轉(zhuǎn)速（r/min)為：

n=60×65536/（1024×5）r/min

=768r/min

m1項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作T法測(cè)速（適合于低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合）時(shí)鐘脈沖fc

編碼器輸出脈沖

m2

···編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生N個(gè)脈沖，用已知頻率fc作為時(shí)鐘，填充到編碼器輸出的兩個(gè)相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為m2

，則轉(zhuǎn)速(r/min)為n=60fc/（Nm2）

項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作T法測(cè)速舉例時(shí)鐘脈沖fc

編碼器輸出脈沖

m2

···

n=60fc

/（Nm2

）

=60*1000000/（1024*3000）

=19.53r/min

有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，測(cè)得兩個(gè)相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為3000，時(shí)鐘頻率fc為1MHz，則轉(zhuǎn)速（r/min)為：項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作安裝套編碼器的安裝方式

1.編碼器的套式安裝廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作安裝軸項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作編碼器在定位加工中的應(yīng)用1—絕對(duì)式編碼器

2—電動(dòng)機(jī)

3—轉(zhuǎn)軸

4—轉(zhuǎn)盤

5—工件

6—刀具

設(shè)該增量式光電編碼器的參數(shù)為1024p/r，大、小皮帶輪的傳動(dòng)比為5，若希望當(dāng)加工好元件1后緊接著加工元件8，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)了多少分之幾圈？應(yīng)等待編碼器給出多少脈沖數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)？項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作

編碼器在數(shù)控加工中心的刀庫(kù)選刀控制中的應(yīng)用旋轉(zhuǎn)刀庫(kù)被加工工件刀具角編碼器的輸出為當(dāng)前刀具號(hào)角編碼器與旋轉(zhuǎn)刀庫(kù)連接廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作編碼器在伺服電機(jī)中的應(yīng)用

利用編碼器測(cè)量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角，并通過伺服控制系統(tǒng)控制其各種運(yùn)行參數(shù)。轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)子磁極位置測(cè)量角位移測(cè)量項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作3.2.6旋轉(zhuǎn)變壓器外形項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)原理：由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。

定子、轉(zhuǎn)子鐵芯采用高磁導(dǎo)率的鐵鎳軟磁合金片或硅鋼片經(jīng)沖制、絕緣、疊裝而成。定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙是均勻的，定子鐵芯內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子鐵芯外圓都有齒槽，在槽內(nèi)分別嵌入兩個(gè)軸線在空間互相垂直的分布繞組。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)旋轉(zhuǎn)變壓器分類：有刷式和無刷式有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)3.3項(xiàng)目實(shí)施過程3.3.1項(xiàng)目計(jì)劃

項(xiàng)目實(shí)施的過程計(jì)劃表可參照表3-1。內(nèi)容如下：1、研討任務(wù)2、制定計(jì)劃3、確定檢測(cè)系統(tǒng)4、具體操作5、效果檢查6、評(píng)估廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)1.3.2方案分析切紙機(jī)主軸轉(zhuǎn)速控制方案：實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目的步驟如下：①根據(jù)編碼器的機(jī)械安裝尺寸、分辨率及電氣接口選擇本項(xiàng)目需要的編碼器；②編碼器選定后，分析具體應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)方法

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)1.3.3操作分析光電編碼器選型：編碼器分辨率是500P/R（每轉(zhuǎn)每相輸出500個(gè)脈沖）。電機(jī)最高轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)/分（25轉(zhuǎn)/秒）、進(jìn)給絲桿的導(dǎo)程是10mm/轉(zhuǎn)。驗(yàn)證如下：本系統(tǒng)脈沖最高頻率＝25轉(zhuǎn)/秒×500個(gè)/轉(zhuǎn)×2（A/B兩相）＝25KHz

理論進(jìn)給分辨率＝10mm/500=0.02mm

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)由上可知：

進(jìn)給系統(tǒng)每走1mm編碼器發(fā)出50個(gè)脈沖信號(hào)。由于此工程中對(duì)編碼器的A/B相脈沖進(jìn)行了分別計(jì)數(shù)，使用了兩個(gè)高速計(jì)數(shù)器，且在程序中應(yīng)用了高速定位指令，則此PLC可處理的最高脈沖頻率為30千赫，因此滿足PLC接收的最高脈沖頻率的條件；我們的切紙機(jī)的載切精度要求是0.2mm，可知理論精度完全滿足此要求。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)操作分析：2、編碼器與PLC配合測(cè)主電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)現(xiàn)方法

編碼器安裝廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)編碼器與PLC配合測(cè)轉(zhuǎn)速采用PLC內(nèi)置的高速計(jì)數(shù)器完成對(duì)編碼器信息的采集。如使用C235計(jì)數(shù)器，則程序如下：LDM0OUTC235K10000LDC235OUTY0LDM1RSTC235END廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目三機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)

在切紙機(jī)工作過程中除手動(dòng)讓進(jìn)給定位機(jī)構(gòu)前進(jìn)后退外，還要實(shí)現(xiàn)等分裁切功能和指定具體位置定位功能，并且HMI上還要即時(shí)顯示定位機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置。采用了兩個(gè)高速計(jì)數(shù)器C235和C236。C236通過計(jì)算前進(jìn)后退的脈沖數(shù)，再進(jìn)行換算后用于顯示進(jìn)給機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置；C235用于進(jìn)行精確定位。定位過程是這樣的，每次進(jìn)給機(jī)構(gòu)需要定位工作時(shí)，通過計(jì)算把需要的脈沖數(shù)送到C235，不論進(jìn)給機(jī)構(gòu)前進(jìn)還是后退C235進(jìn)行減計(jì)數(shù)，同時(shí)對(duì)C235中的數(shù)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的輸出點(diǎn)對(duì)變頻器進(jìn)行輸出頻率的控制，實(shí)現(xiàn)接近設(shè)定值時(shí)進(jìn)給速度變慢，從而達(dá)到精確定位。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉麗華制作項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)3.4檢測(cè)與評(píng)估檢查方法：在設(shè)計(jì)電路選擇PLC的情況下：（1）調(diào)整光電編碼器與電機(jī)的安裝，使之有效接觸。（2）檢測(cè)光電編碼器與PLC的接線是否正確。（3）手動(dòng)讓切紙機(jī)進(jìn)給定位機(jī)構(gòu)前進(jìn)后退，觀看是否靈活。（4）利用RS232串行通信線纜，把該項(xiàng)目的梯形圖程序裝載到PLC中，并重新啟動(dòng)使之運(yùn)行。（5）按下啟動(dòng)按鈕1，