传感器与检测技术项五 速度检测.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 绝对式编码器工作原理： 光源通过透镜照射到码盘上，当码盘随轴转动时，通过亮区（透光窄缝）的光线由光敏元件接收，输出为“1”；而在暗区，输出为“0”。码盘旋至不同的位置时，一组光敏元件输出信号的组合反映了一定规律编码的数字量，代表了码盘轴的角位移的大小。 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 绝对式编码器 　　　　　　　　　　　六位二进制码盘结构 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 实 施 数控机床内部结构 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 　　拖板的横向运动为Z轴，由Z轴进给伺服电动机通过Z轴滚珠丝杆来实现；拖板上刀架的径向运动为X轴，由X轴进给伺服电动机通过X轴滚珠丝杆来实现。伺服电动机端部配有光电编码器，用于角位移测量和数字测速，角位移通过丝杆螺距间接反映拖板或刀架的直线位移。 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 　　例如某带有光电编码器的伺服电动机与滚珠丝杆直连（传动比1∶1），光电编码器的分辨率为1024脉冲/周，丝杆螺距为8mm，数控系统中断时间内计数脉冲为2048脉冲，求在这段时间内工作台位移多少？ 解：编码器旋转一周，对应丝杆移过一个螺距。 而编码器的分辨率为1024脉冲/周，在中断时间内，测得2048个脉冲，即转了两周。所以就得到了这段时间内工作台的位移是两个螺距16mm。 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 对采用增量式位置检测装置的伺服系统（如增量式光电编码器），因为输出信号是增量值（一串脉冲），失电后控制器就失去了对当前位置的记忆。因此，每次开机启动后要回到一个基准点，然后从这里算起，来记录增量值，这一过程称为回参考点。 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 　高速旋转测速 　　高速旋转测速一般采用在给定的时间间隔T内对编码器的输出脉冲进行计数，这种方法测量的是平均速度，又称为M法测速。它的原理框图如下图（a）所示，输出脉冲示意图如下图（b）所示。 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 （a） 　　　　　　　 （b） 图 高速旋转测速（M法测速） 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 思考题：若编码器每转产生N 个脉冲，在给定时间间隔T内有m1个脉冲产生，则转速n（r/min)为？ 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 低转速测速 　　采用脉冲周期作为计数器的门控信号，时钟脉冲作为计数脉冲，时钟脉冲周期远小于输出脉冲周期。这种方法测量的是瞬时转速，又称为T法测速。它的原理框图如下图（a）所示，输出脉冲示意图如下图（b）所示。 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 低转速测速（T法测速） 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 思考题：有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得编码器的两个相邻脉冲之间的时钟脉冲数为3000，时钟频率fc为1MHz ，则转速n（r/min)为？ 任务四 光电编码器用于数控机床位移与转速检测 谢谢！ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 开磁路变磁通式转速传感器 　　安装时把永久磁铁产生的磁力线所通过的软磁铁端部对准齿轮的齿顶。当齿轮旋转时，齿的凹凸使空气间隙产生变化，从而使磁路磁阻变化，引起磁通量变化，而产生感应电动势。 任务二 磁电传感器用于转速检测 闭磁路变磁通式转速传感器 　　闭磁路变磁通式转速传感器的内外齿轮的齿数相同，它被安装在被测轴上，内齿轮与被测轴一起旋转，外齿轮不动，由于内外齿轮的相对运动使磁路间隙发生变化，从而在线圈中产生交变的感应电势。 任务二 磁电传感器用于转速检测 1、变磁通式转速传感器对环境条件要求不高，结构简单、工作可靠、价格便宜。但输出电势取决于切割磁力线的速度，转速太低时，输出感应电势很小，导致无法测量。 2、闭磁路式的最低下限工作频率为30Hz；开磁路式的最低下限工作频率为50Hz，且被测轴振动较大时传感器输出波形失真较大。 3、随着转速下降，磁电式转速度传感器输出电压幅值减小，当转速低到一定程度时，电压幅值将会减小到无法检测出来的程度。故这种传感器不适合于低速测量。 任务二 磁电传感器用于转速检测