5位置检测装置.ppt

1.要求 高可靠性和高抗干扰性； 满足精度与速度要求； 使用维护方便，适合机床运行环境； 低成本。 2 分类 (1)直接测量和间接测量 (2)增量式测量和绝对式测量 (3)数字式测量和模拟式测量 2 旋转变压器的应用 5.4 光 栅 (4) 信息变换作用：摩尔条纹的移动与栅距之间的移动成比例。当两个光栅相对移动一个栅距d时，摩尔条纹相应地移动一个纹距W，因此两者的移动是对应的，这样便于记数；标尺光栅移动的方向相反，干涉条纹移动的方向也反向。 (5) 光强分布规律：当用平行光束照射光栅时，就形成明暗相间的摩尔条纹。其由暗纹到亮纹的光强分布近似余弦函数。 5.6编码器 1.绝对编码器 2.光电编码器 作业 1.试述光栅的工作原理及其应用。2.试述脉冲编码器的工作原理及其应用 * * 5.1 概 述 位置检测装置是NC机床重要组成部分，在闭环系统中其主要作用是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置的指令信号比较，如有偏差，经放大后控制执行部件，使其朝消除偏差方向运动，直至偏差为零。 为提高数控机床的加工精度，须提高检测元件和检测系统的精度，不同类型数控机床，对检测元件和检测系统的精度要求、允许的最高移动速度各不相同 5 位置检测装置 分 类 增 量 式 绝 对 式 位移 传感器 回转型—脉冲编码器、自整角机、旋转变压器、圆感应同步器、光栅角度传感器、圆光栅、圆磁栅 多极旋转变压器、绝对脉冲编码器、绝对值式光栅、三速圆感应同步器、磁阻式多极旋转变压器 直线型—直线应同步器 、光栅尺、磁栅尺、激光干涉仪、霍耳位置传感器 三速感应同步器、绝对值磁尺、光电编码尺、磁性编码器 速度 传感器 交、直流测速发电机、 数字脉编码式速度传感器、霍耳速度传感器 速度—角度传感器、数字电磁、磁敏式速度传感器 电流 传感器 霍耳电流传感器 5.2 旋转变压器 1 结构与工作原理 5.3 感应同步器 1 结构和工作原理 图5.2 感应同步器示意图 图5.3 感应同步器工作原理 2 工作状态 (1)相位工作状态 (2)幅值工作状态 3 感应同步器的检测系统 (1)鉴相检测系统 1)脉冲-相位变换器 2)激磁供电线路 3)鉴相器 图5.4 鉴相检测系统方框图 (2)鉴幅检测系统 图5.5 脉冲-相位变换器方框图 图5.6 幅值工作状态方框图 4 感应同步器的种类、特点 1)标准式 2)窄长式 3)三重式 4)钢带式 5)感应组件 感应同步器的特点 ①精度高。②测量长度不受限制。 ③对环境的适应性较强。④使用寿命长，维护简便。 ⑤抗干扰能力强，工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。 1 工作原理 光栅位置检测装置由光源、长光栅(标尺光栅)、短光栅(指示光栅)和光电元件等组成。 (1)干涉条纹方向与标尺光栅的刻线几乎垂直。 (2)放大作用:用W（mm）表示莫尔条纹的宽度，d(mm)表示栅距，θ(rad)为光栅线纹之间的夹角。 (3)误差均化作用：摩尔条纹是由许多根刻线共同形成的，这样可使光栅的节距误差得到平均化。 2 光栅检测装置 (1)光栅读数头 1)分光读数头 2)垂直入射读数头 3)反射读数头 图5.9 分光读数头 图5.10 垂直入射读数头 (2)辨向方法 (3)分辨率的提高 图5.11 反射读熟头 5.5 磁 栅 磁栅又称磁尺，是一种计算磁波数目的位移检测元件。 图5.12 磁栅位置检测装置方框图 1 磁性标尺 磁性标尺是在非导磁材料的基体上，采用涂敷、化学沉积或电镀上一层很薄的磁性材料，然后用录磁的方法使敷层磁化成相等节距周期变化的磁化信号。 2 磁头 磁头是进行磁-电转换的变换器，它把反映空间位置变化的磁化信号检测出来，转换成电信号输送给检测电路。 (1)磁通响应型磁头 (2)多间隙磁通响应型磁头 图5.15 四位二进制码盘 图5.16 格雷二进制码盘 信号处理装置 a b z 光电盘 透镜 光源 光电元件 圆盘透光狭缝 光欄板 节距τ m+τ/4