檢測(cè)17數(shù)字式傳感器(已修改)
2025-05-15 06:08 本頁面
【正文】 數(shù)字式傳感器 數(shù)字式傳感器一般是指把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出的傳感器。它是測(cè)量技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的綜合產(chǎn)物，是傳感器技術(shù)的發(fā)展方向之一，主要包括光柵傳感器、磁柵傳感器、碼盤、感應(yīng)同步器等。廣義說，所有模擬式傳感器的輸出都可經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換而得到數(shù)字量輸出，這種傳感器則可稱為廣義數(shù)字式傳感器。數(shù)字式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高、分辨率高、輸出信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)和可直接輸入計(jì)算機(jī)處理等。 本章 學(xué)習(xí)幾種常用數(shù)字式位置傳感器的結(jié)構(gòu)和原理，如角編碼器、光柵傳感器等 ，并討論他們?cè)谥本€位移和角位移中測(cè)量和控制的應(yīng)用。 一、 位置測(cè)量的方式 直接測(cè)量和間接測(cè)量 位置傳感器有 直線式 和 旋轉(zhuǎn)式 兩大類 。 若位置傳感器所測(cè)量的對(duì)象就是被測(cè)量本身 ， 即用直線式傳感器測(cè)直線位移 ， 用旋轉(zhuǎn)式傳感器測(cè)角位移 ， 則該測(cè)量方式為直接測(cè)量 。 例如直接用于直線位移測(cè)量的 長光柵 和 長磁柵 等；直接用于角度測(cè)量的 角編碼器 、 圓光柵 、 圓磁柵 等 。 若旋轉(zhuǎn)式位置傳感器測(cè)量的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)只是中間值，再由它 推算 出與之關(guān)聯(lián)的移動(dòng)部件的直線位移，則該測(cè)量方式為 間接測(cè)量 。 1).直接測(cè)量 直接測(cè)量的誤差較小 。 圖為利用光柵傳感器測(cè)量數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)位移量的現(xiàn)場(chǎng) 。 工作臺(tái) 光柵 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向 2).間接測(cè)量 在間接測(cè)量中，多使用旋轉(zhuǎn)式位置傳感器。測(cè)量到的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)僅僅是中間值，但可由這中間值再推算出與之關(guān)聯(lián)的移動(dòng)部件的直線位移。間接測(cè)量須使用絲杠 螺母、齒輪 齒條等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 工作臺(tái) 絲杠 編碼器 飼服電機(jī) θ x 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 通過滾珠絲杠螺母副、齒輪 齒條副等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。但應(yīng)設(shè)法消除傳導(dǎo)過程產(chǎn)生的間隙誤差。 齒距 齒條 齒輪 θ x 齒輪 齒條副 滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠螺母副能夠減小傳動(dòng)磨檫力，延長使用壽命，減小間隙誤差。 螺母 絲杠 x θ 傳動(dòng)分析 若 ：螺距 t=4mm，絲杠在 4s時(shí)間里轉(zhuǎn)動(dòng)了 10圈， 則 ：絲杠的平均轉(zhuǎn)速 n(r/min)及螺母移動(dòng)了多少毫米？螺母的平均速度 v又為多少？ 螺母 絲杠 螺距 x=？ N=10圈 增量式和絕對(duì)式測(cè)量 ? 在 增量式 測(cè)量中，移動(dòng)部件每移動(dòng)一個(gè)基本長度單位，位置傳感器便發(fā)出一個(gè)測(cè)量信號(hào)，此信號(hào)通常是脈沖形式。這樣， 一個(gè)脈沖 所代表的基本長度單位就是 分辨力 ，對(duì)脈沖 計(jì)數(shù) ，便可得到位移量。 ? 絕對(duì)式 測(cè)量中，每一被測(cè)點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的 編碼 ，常以二進(jìn)制數(shù)據(jù) 形式來表示。絕對(duì)式測(cè)量即使斷電之后再重新上電，也能讀出當(dāng)前位置的數(shù)據(jù)。典型的絕對(duì)式位置傳感器有 絕對(duì)式角編碼器 。 增量式測(cè)量得到的脈沖波形 二、數(shù)字式角編碼器（碼盤） 編碼器主要分為脈沖盤式 （增量式） 和碼盤式（絕對(duì)式）兩大類： 增量式 式編碼器不能直接輸出數(shù)字編碼 ， 需要增加有關(guān)數(shù)字電路才可能得到數(shù)字編碼 。 而絕對(duì)式編碼器能直接輸出某種碼制的數(shù)碼 。 絕對(duì)編碼器將角度或直線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼 ， 能方便地與數(shù)字系統(tǒng) (如微機(jī) )聯(lián)接 。 編碼器按其結(jié)構(gòu)可分為 接觸式 、光電式 和 電磁式 三種 ， 后兩種為非接觸式編碼 。 目前 ， 使用最多的是光電編碼器 。 ?????????（絕對(duì)式編碼器）碼盤式編碼器（增量式編碼器）脈沖盤式編碼器編碼器角編碼器外形 （參考德國圖爾克傳感與自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)公司） 絕對(duì)式碼盤工作原理 （ 以接觸式為例 ） 接觸式碼盤由碼盤和電刷組成 。 碼盤利用制造印刷電路板的工藝
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