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主要內(nèi)容:光柵傳感器編碼器感應(yīng)同步器概述數(shù)字式傳感器能夠?qū)⒎请娏哭D(zhuǎn)換為數(shù)字量,這樣就不需要A/D轉(zhuǎn)換,直接用數(shù)字顯示。與模擬傳感器相比有以下優(yōu)點(diǎn):測(cè)量精度和分辨率高,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強(qiáng),便于與微機(jī)接口,適宜遠(yuǎn)距離傳輸
光柵傳感器主要用于長(zhǎng)度和角度的精密測(cè)量以及數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測(cè)等,在坐標(biāo)儀和數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。長(zhǎng)光柵用于長(zhǎng)度或直線(xiàn)位移的測(cè)量,刻線(xiàn)相互平行;圓光柵用來(lái)測(cè)量角度或角位移,在圓盤(pán)玻璃上刻線(xiàn);11.1光柵式傳感器
1.計(jì)量光柵的種類(lèi)
光柵按照工作原理和用途,可分為物理光柵和計(jì)量光柵。物理光柵利用光柵的衍射現(xiàn)象,主要用于光譜分析和光波波長(zhǎng)的檢驗(yàn)。計(jì)量光柵利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象,主要用于線(xiàn)位移和角位移的檢測(cè)。光柵放大圖
結(jié)構(gòu):明暗相間、等間距分布的細(xì)小條紋a+b=w稱(chēng)為光柵的柵距,也稱(chēng)光柵常數(shù)。11.1光柵式傳感器
1.計(jì)量光柵的種類(lèi)11.1光柵式傳感器2.莫爾條紋
莫爾條紋的形成是由兩塊光柵的遮光和透光效應(yīng)形成的。11.1光柵式傳感器2.莫爾條紋
如果兩個(gè)光柵柵距相等,W=0.02mm,其夾角θ=0.1°,莫爾條紋的寬度B=11.43㎜,那么莫爾條紋的放大倍數(shù)K=?
莫爾條紋測(cè)位移具有以下三個(gè)方面的特點(diǎn):位移放大作用
運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系誤差平均效應(yīng)11.1光柵式傳感器
3.光柵傳感器(原理)
光柵傳感器作為一個(gè)完整的測(cè)量裝置包括光柵讀數(shù)頭、光柵數(shù)顯表兩大部分。光柵讀數(shù)頭利用光柵原理把輸入量(位移量)轉(zhuǎn)換成響應(yīng)的電信號(hào);光柵數(shù)顯表實(shí)現(xiàn)細(xì)分、辯相和顯示功能。11.1光柵式傳感器3.光柵傳感器光柵讀數(shù)頭光柵傳感器構(gòu)成原理
可分為整形放大電路、細(xì)分電路、辯相電路及數(shù)字顯示電路。相距B/4放置2個(gè)光電元件(見(jiàn)p199)
11.1光柵式傳感器3.光柵傳感器光柵數(shù)顯表分辨率的大?。咳绾翁岣叻直媛?1.1光柵式傳感器
3.光柵傳感器光柵數(shù)顯表辨向電路原理框圖辨向電路各點(diǎn)波形
四倍頻細(xì)分電路原理框圖11.1光柵式傳感器3.光柵傳感器
細(xì)分與末分比較11.2編碼器
將機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的模擬量(位移)轉(zhuǎn)換以數(shù)字代碼形式表示的電信號(hào),具有高精度、高分辨率和高可靠性被廣泛用于各種位移的測(cè)量。編碼器可分為脈沖盤(pán)式(增量編碼器)和碼盤(pán)式(絕對(duì)編碼器)編碼器脈沖盤(pán)式(增量編碼器)碼盤(pán)式(絕對(duì)編碼器)接觸式編碼器電磁式編碼器光電式編碼器11.2編碼器(光電式)
分辨率的大?。坑袝r(shí)會(huì)產(chǎn)生粗大誤差,為什么?
采用二進(jìn)制編碼,任何微小的制作誤差,都可能造成讀數(shù)的粗大誤差。為了消除誤差可以采用循環(huán)碼來(lái)代替二進(jìn)制碼。十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制碼循環(huán)碼十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制碼循環(huán)碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000
11.2編碼器(光電式)它有以下特點(diǎn):①n位循環(huán)碼碼盤(pán),具有2n種不同編碼,最小角度分辨力為θ1=360°/2n.②循環(huán)碼碼盤(pán)轉(zhuǎn)到相鄰區(qū)域時(shí),編碼中只有一位發(fā)生變化.因此不會(huì)產(chǎn)生粗誤差,即可以把誤差控制在±1個(gè)字之內(nèi);③循環(huán)碼為無(wú)權(quán)碼,沒(méi)有累積誤差如果想將精度作的很高,需要采用雙盤(pán)編碼器11.2編碼器(光電式)11.3感應(yīng)同步器
感應(yīng)同步器是利用兩個(gè)平面型印刷電路繞組的互感隨相對(duì)位置不同而變化的原理,將直線(xiàn)位移或角位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這類(lèi)繞組類(lèi)似變壓器的原邊繞組和副邊繞組,所以又稱(chēng)為平面變壓器。
感應(yīng)同步器可分為直線(xiàn)型和旋轉(zhuǎn)型,分別用于直線(xiàn)位移和角位移的測(cè)量。
V2
定尺
滑尺
正弦繞組
Vs
Vc
余弦繞組
11.3.1感應(yīng)同步器(長(zhǎng)感應(yīng)同步器)11.3.1感應(yīng)同步器(圓感應(yīng)同步器)11.3.2信號(hào)的處理方式信號(hào)的處理方式可分為鑒相和鑒頻(鑒相方式)
劃尺的正余弦在空間位置上錯(cuò)開(kāi)1/4標(biāo)尺的節(jié)距,激勵(lì)時(shí)加上等幅等頻,相位差為900的交流電壓,即分別以sinwt和coswt來(lái)激勵(lì),根據(jù)感應(yīng)電勢(shì)的相位來(lái)鑒別位移量,故叫做鑒相型。當(dāng)正弦繞組單獨(dú)激勵(lì)時(shí),激勵(lì)電壓,感應(yīng)電勢(shì)為當(dāng)正弦繞組單獨(dú)激勵(lì)時(shí),激勵(lì)電壓,感應(yīng)電勢(shì)為根據(jù)疊加原理可以得到總的感應(yīng)其中
11.3.2信號(hào)的處理方式11.3.2信號(hào)的處理方式(鑒幅方式)當(dāng)正弦繞組單獨(dú)激勵(lì)時(shí),激勵(lì)電壓,感應(yīng)電勢(shì)為當(dāng)正弦繞組單獨(dú)激勵(lì)時(shí),激勵(lì)電壓,感應(yīng)電勢(shì)為根據(jù)疊加原理可以得到總的感應(yīng)
滑尺定尺機(jī)床
Vs
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