数控机床位置检测装置.ppt

**********二光栅测量装置的数字变换线路光栅测量系统简图第37页,共62页，星期六，2024年，5月二光栅测量装置的数字变换线路原理框图波形图光栅信号4倍频电路第38页,共62页，星期六，2024年，5月三读数头把光源、光栅、光电元件组合在一起，称为读数头按光路分为分光式、直射式、反射式读数头a）分光式b）直射式c）反光式第39页,共62页，星期六，2024年，5月四等倍透镜系统两光栅间距很小，如安装不准确，就不能得到正确信号，因此在实际应用中采用了等倍透镜系统。等倍透镜系统第40页,共62页，星期六，2024年，5月第四节磁栅测量装置磁栅位置检测装置是用磁性标尺代替光栅，用电磁方法计数磁波数目的一种测量方法。磁栅位置检测装置是由磁性标尺、磁头和检测电路组成。第41页,共62页，星期六，2024年，5月一工作原理磁性标尺是在非导磁材料的基体上，涂敷或镀上一层很薄的磁膜(导磁材料)，在磁膜上利用录磁原理，用录磁磁头记录一定波长的矩形波或正弦波，以此作为测量的基准刻度，磁化信号的节距(周期)一般有0.05、0.10、0.20、1mm等第42页,共62页，星期六，2024年，5月二磁头1读取磁头磁头是进行磁电转换的变换器，它把反映空间位置的磁信号输送到检测电路中去。速度响应型磁头：只有在磁头和磁带之间有一定相对运动速度时，才能检测出磁化信号，磁头输出电压幅值与磁通变化率成比例，这种磁头只能用于动态测量。如普通录音机速度响应型磁头第43页,共62页，星期六，2024年，5月二磁头磁通响应型磁头：根据数控机床的要求，为了在低速运动和静止时也能进行位置检测，必须采用磁通响应型磁头。磁通响应型磁头第44页,共62页，星期六，2024年，5月二磁头励磁绕组在一个周期内可使铁芯饱和两次，铁芯材料饱和后，磁阻很大，磁路被阻断；铁芯材料非饱和时，磁阻减小，磁路开通。可见，励磁绕组的作用相当于磁开关，只要有周期变化的励磁电流存在，输出绕组的磁路中磁通量产生周期变化，输出绕组输出电压信号为E0输出电压幅值，λ磁化节距，ω0激磁频率的2倍频，x位移第45页,共62页，星期六，2024年，5月二磁头2多间隙磁通响应型磁头用一个磁通响应型磁头读取磁栅的磁化信号，输出信号往往很微弱，且由于磁膜的非线性，往往难以实现。可将几个磁头串联起来组成多间隙响应型磁头，以提高输出信号幅度，提高测量分辨率及准确性。第46页,共62页，星期六，2024年，5月三检测电路鉴幅型检测电路两组磁头通以同频、同相、同幅值的励磁电流，由于两组磁头的安装位置相差(n+l／4)λ(n为正整数)，因此检波整形后的方波相差90。鉴幅检测电路第47页,共62页，星期六，2024年，5月三检测电路鉴相型检测电路两磁头的安装距离相差(n+l／4)λ。两组磁头通以同频、等幅但相位相差π／4的励磁交流电。两组磁头的输出电压为e1、e2在求和的线路中相加得第48页,共62页，星期六，2024年，5月第49页,共62页，星期六，2024年，5月三鉴相检测电路在鉴相电路中，把它和基本方波的相位相比较，若相位不同，则在两方波的上升沿之间插入频率为2MHz的脉冲。两波相位相差越大，插入脉冲越多，两波相位差为零，无插入脉冲，这样就可捡测位移量的值。第50页,共62页，星期六，2024年，5月第五节旋转变压器测量装置第51页,共62页，星期六，2024年，5月一旋转变压器的结构定子绕组通过固定在壳体上的接线板直接引出。转子绕组是通过滑环和电刷直接引出的。其特点是结构简单，体积小；缺点是可靠性差，寿命短。第52页,共62页，星期六，2024年，5月一旋转变压器的结构定子绕组通过固定在壳体上的接线板直接引出。转子绕组是通过附加变压器二次绕组间接送出去的。其特点是提高了可靠性及使用寿命。但体积、重量、成本均有增加。第53页,共62页，星期六，2024年，5月二旋转变压器的组成及工作原理普通变压器的工作原理是在一次绕组加上输入电压，则在二次绕组上输出电压为(n2/n1)U1。旋转变压器原理与之类似，只不过二次侧绕组是旋转的，则其输出电压就会随其转角的变化而变化，因而输出电压的大小是随着转角的变化而变化的。第54页,共62页，星期六，2024年，5月二旋转变压器的组