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第11章 数字式位置传感器 本章学习几种常用数字式位置传 感器的结构、原理，如角编码器、光 栅传感器、磁栅传感器、容栅传感器 等，并讨论他们在直线位移和角位移 中测量、控制的应用。 第一节 位置测量的方式 一、直接测量和间接测量 位置传感器有直线式和旋转式两大类。若位置 传感器所测量的对象就是被测量本身，即用直线式 传感器测直线位移，用旋转式传感器测角位移，则 该测量方式为直接测量。例如直接用于直线位移测 量的直线光栅和长磁栅等；直接用于角度测量的角 编码器、圆光栅、圆磁栅等。 若旋转式位置传感器测量的回转运动只是中间 值，再由它推算出与之关联的移动部件的直线位 移，则该测量方式为间接测量。 1.直接测量 工作台 直接测 量的误差较 小。 图为利 工作台运动方向 用光栅传感 器测量数控 机床工作台 位移量的现 场照片。 光栅 2.间接测量 编码器 工作台 丝杠 进给电机 在间接测量 中，多使用旋转式 x 位置传感器。测量 到的回转运动参数 仅仅是中间值，但 θ 可由这中间值再推 算出与之关联的移 动部件的直线位移 间接测量须使用丝 杠-螺母、齿轮-齿 条等传动机构。 传动机构 齿距 齿轮 齿条 滚珠丝杠螺母 副、齿轮-齿条副 x 等传动机构能够 θ 将旋转运动转换 成直线运动。但 应设法消除传导 过程产生的间隙 误差。 滚珠丝杠螺母副 丝杠 螺母 滚珠丝杠螺母 副能够将减小传 θ 动磨檫力，延长 使用寿命，减小 x 间隙误差。 传动分析 设：螺距t=4mm，丝杠在4s时间里转动了10圈，求：丝 杠的平均转速n (r/min)及螺母移动了多少毫米？螺母的平 均速度v又为多少？