（吴旗）传感器与自动检测技术（第二版）第5章.pptVIP

定尺上的总感应电势为： 式中： 感应同步器数显表 鉴幅型滑尺励磁定位控制原理框图 三、感应同步器的应用 1．定位控制系统 鉴相型滑尺励磁随动控制原理框图 2．随动控制系统 轮廓仪外形图 参考威而信精密仪器有限公司 从人类对信息获取、度量的发展历史引出检测的定义。 * * 优点：测量精度高，测量范围可达数十米，不需要接长，抗干扰能力强。常用于精密定位，长度检测，速度、加速度、振动和爬行的测量。 可根据伺服电机和丝杠的传动以及丝杠的导程来计算移动部件的位置。 磁栅传感器有两个方面的应用： ①可以作为高精度测量长度和角度的测量仪器用。 ②可以用于自动化控制系统中的检测元件（线位移）。 一、磁栅的组成及类型 1．磁栅的组成 磁栅传感器是由磁栅（简称磁尺）、磁头和检测电路组成。 l－磁尺； 2－尺基； 3－磁性薄膜； 4－铁心； 5－磁头 磁栅的外形及结构图 磁尺 静态磁头 去信号处理电路 固定孔 2．磁栅的类型 长磁栅 圆磁栅 （测量直线位移） （测量角位移） 尺形 带形 同轴形 1－磁头 2－磁栅 3－屏蔽罩 4－基座 5－软垫 磁尺 磁栅外观图 磁头 德国SIKO 磁栅尺 磁头与磁尺相对运动时的输出波形 二、磁栅传感器的工作原理 1．基本工作原理 磁栅传感器工作原理动画演示 式中：Em－感应电势的幅值 W－磁栅信号的节距 x－机械位移量 磁头输出的电势信号经检波，保留其基波成分，可用下式表示： 2．信号处理方式 当两只磁头励磁线圈加上同一励磁电流时，两磁头输出绕组的输出信号为： 式中： －机械位移相角， 将第二个磁头的电压读出信号移相900，两磁头的输出信号则变为： 将两路输出相加，则获得总输出： （1）鉴相方式 磁尺与磁头接触，使用寿命 不如光栅，数年后易退磁。 设置两个磁头的 意义何在？ 利用输出信号的幅值大小来反映磁头的位移量或与磁尺的相对位置的信号处理方式。 经检波器去掉高频载波后可得 ： （2）鉴幅方式 与光栅的信号辨向、细分一致。 鉴幅型磁栅传感器的原理框图 磁栅数显装置的结构示意图 1－磁性标尺 2－磁头 3－固定块 4－尺体安装孔 5－泡沫垫 6－滑板安装孔 7－磁头连接板 8－滑板 三、磁栅数显装置 国产磁栅数显装置的LSI芯片组成： 1．磁头放大器（SF023） 2．磁尺检测专用集成芯片（SF6114） 主要功能：两输入信号的放大；通道B信号移相 900；通道A和通道B信号求和放大；补 偿两只磁头特性所需的调整和来自数显 表供给两只磁头的励磁信号。 主要功能：对磁尺励磁信号的低通滤波和功率放大； 供给磁头的励磁信号；对放大器输出信号 经滤波后进行放大、限幅、整形为矩形 波；接受反馈信号对磁尺检出信号进行相 位微调。 4．可逆计数芯片（WK50395）。 3．磁尺细分专用集成芯片（SIM－011）； 主要功能：对磁尺的节距W＝200μm实现200或40 或20等分的电气细分，从而获得1、5、 10μm的分辨力（最小显示值）。 该芯片带有比较寄存器和锁存器的P沟道MOS六位十进制同步可逆计数/显示驱动器。可以逐位用BCD码置数，及有异步清零功能。 1．磁栅测量系统 压板 磁头 磁尺 四、磁栅式传感器的应用 数显 磁栅在磨床测长系统中的应用 磁尺 2．应用实例 § 5－4 感应同步器 圆感应同步器与角度数显表外形图 （参考航天数显中心） 优点：具有精度高、抗干扰能力强、工作可靠、对工作环境要求低、维护方便、寿命长、制造工艺简单。 用途：可用来测量直线或转角位移。 分类：测量直线位移的称长感应同步器，测量转角位移的称圆感应同步器。 一、感应同步器的结构和类型 圆盘式感应同步器示意图 直线式感应同步器示意图 1．结构 定尺与滑尺绕组关系图 感应同步器的解剖图 2．类型 直线式 旋转式（圆盘式） 带型 标准型 窄型 直线式感应同步器的尺寸和精度一览表 种