【正文】 編碼器 ? 黑色不透光區(qū)和白色透光區(qū)分別代表二進(jìn)制的 “ 0”和 “ 1”。經(jīng)邏輯電路處理就可以測(cè)出被測(cè)軸的相對(duì)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。工作時(shí)，鑒向盤(pán)靜止不動(dòng)，主碼盤(pán)與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，光源發(fā)出的光投射到主碼盤(pán)與鑒向盤(pán)上。 60176。前一種旋轉(zhuǎn)變壓器稱(chēng)為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器，適用于大角位移的絕對(duì)測(cè)量；后一種稱(chēng)為線性旋轉(zhuǎn)變壓器，適用于小角位移的相對(duì)測(cè)量。在 ? 轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)輸出繞組 ? ——正弦輸出繞組和余弦輸出繞組，這兩個(gè)繞組的軸線也互成 90176。讀出輸出信號(hào)的相位，就可確定磁頭的位置。 ?式中： 在實(shí)際應(yīng)用中，需要采用雙磁頭結(jié)構(gòu)來(lái)辨別移動(dòng)的方向 ? ? (1)鑒幅測(cè)量方式 ? 如前所述，磁頭有兩組信號(hào)輸出，將高頻載波濾掉后則得到相位差為 π/2的兩組信號(hào) ? 兩組磁頭相對(duì)于磁尺每移動(dòng)一個(gè)節(jié)距發(fā)出一個(gè)正（余）弦信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理后可進(jìn)行位置檢測(cè)。22 UUU ??)s i n (s i nc o sc o ss i n??????????tKUtKUtKUmmm則 從上式可以看出，只要測(cè)得相角，就可以知道滑尺的相對(duì)位移 x： Tx o360??二、感應(yīng)同步器 ? ? 在滑尺的兩個(gè)勵(lì)磁繞組上分別施加相同頻率和相同相位，但幅值不等的兩個(gè)交流電壓： tmUU s ?? s i ns i n?? tmUU c ?? s i nc o s?tKUUUUm ??? si n)si n (222???? 39。? 式中 ： ? K——定尺與滑尺之間的耦合系數(shù)； ? ——定尺與滑尺相對(duì)位移的角度表示量（電角度） ? T——節(jié)距，表示直線感應(yīng)同步器的周期，標(biāo)準(zhǔn)式直線感應(yīng)同步器的節(jié)距為 2mm。 二、感應(yīng)同步器 ? ? 在滑尺的繞組中，施加頻率為 f（一般為2~10kHz）的交變電流時(shí)，定尺繞組感應(yīng)出頻率為 f的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 一、光柵位移傳感器 ? 二、感應(yīng)同步器 sin cos 節(jié)距 2τ（ 2mm） 節(jié)距 τ（ ） 4l 絕緣粘膠 銅箔 鋁箔 耐切削液涂層 基板 (鋼、銅 ) 滑尺 定尺 ? 包括定尺和滑尺 ， 用制造印刷線路板的腐蝕方法在定尺和滑尺上制成節(jié)距 T(一般為 2mm)的方齒形線圈 。莫爾條紋的間距B與兩光柵條紋夾角之間關(guān)系為 ? 。如進(jìn)一步將傳感器與計(jì)算機(jī)的這些功能集成于同一芯片上，就成為智能傳感器。 三、傳感器的發(fā)展方向 ? 2. 傳感器的集成化和多功能化 ? 隨著微電子學(xué)、微細(xì)加工技術(shù)和集成化工藝等方面的發(fā)展，出現(xiàn)了多種集成化傳感器。動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，輸出對(duì)輸入的響應(yīng)特性。 ? (1).線性度 ? 傳感器的線性度是指?jìng)鞲衅鲗?shí)際輸出 —輸入特性曲線與理論直線之間的最大偏差與輸出滿度值之比，即 1 0 0 %Δ m a xγ ???FSyL二、傳感器的基本特性 (2).靈敏度 傳感器的靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出量的變化量與輸入量的變化量之比，即 (3).遲滯 傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐讨?，輸出 ——輸入特性曲線不重合的程度稱(chēng)為遲滯，遲滯誤差一般以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示 xyS???0%1 0 0????FSmyHH?二、 傳感器的基本特性 (4).重復(fù)性 傳感器在同一條件下，被測(cè)輸入量按同一方向作全 量程連續(xù)多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，所得輸出 ——輸入曲線的 不一致程度，稱(chēng)重復(fù)性。第二章 檢測(cè)與傳感器 ? 概述 ? 線位移檢測(cè)傳感器 ? 角位移檢測(cè)傳感器 ? 速度、加速度傳感器 ? 測(cè)力傳感器 ? 傳感器的正確選擇和使用 ? 檢測(cè)信號(hào)的采集與處理 概述 ? 一、定義及分類(lèi)： ? 定義：傳感器是將力、溫度、位移、速度等量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元件。重復(fù)性誤差用滿量程輸出的 百分?jǐn)?shù)表示，即 近似計(jì)算 1 0 0 %????FSmRyRγ精確計(jì)算 ? ? ? ?13~2 2 ????? nyyy iFSR?二、 傳感器的基本特性 傳感器能檢測(cè)到的最小輸入增量稱(chēng)分辨力，在輸入零點(diǎn)附近的分辨力稱(chēng)為閾值。傳感器動(dòng)態(tài)特性的性能指標(biāo)可以通過(guò)時(shí)域、頻域以及試驗(yàn)分析的方法確定，其動(dòng)態(tài)特性參數(shù)如：最大超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、頻率響應(yīng)范圍、臨界頻率等。這類(lèi)傳感器，或是同一功能的多個(gè)敏感元件排列成線性、面型的陣列型傳感器；或是多種不同功能的敏感元件集成一體，成為可同時(shí)進(jìn)行多種參數(shù)測(cè)量的傳感器；或是傳感器與放大、運(yùn)算、溫度補(bǔ)償?shù)入娐芳梢惑w具有多種功能 ——實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向的多功能。 三、傳感器的發(fā)展方向 線位移檢測(cè)傳感器 ? 一、光柵位移傳感器 ? 二、感應(yīng)同步器 ? 三、磁柵位移傳感器 一、光柵位移傳感器 3241 尺光柵 2 .指 示光柵 電元件 4 .光 源光柵的構(gòu)造： ? 工作原理 一、光柵位移傳感器 ddffddBffddW/2W θddW/2指示光柵標(biāo)尺光柵 把兩塊柵距 W相等的光柵平行安裝，且讓它們的刻痕之間有較小的夾角 θ時(shí)，這時(shí)光柵上會(huì)出現(xiàn)若干條明暗相間的條紋，這種條紋稱(chēng)莫爾條紋，它們沿著與光柵條紋幾乎垂直的方向排列，如圖所示。 一、光柵位移傳感器 ??WWB ??2si n2? 通過(guò)光電元件，可將莫爾條紋移動(dòng)時(shí)光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)換為近似正弦變化的電信號(hào)，如圖所示。 定尺繞組是連續(xù)的 ， 滑尺上分布著兩個(gè)勵(lì)磁繞組 ， 分別稱(chēng)為正弦繞組和余弦繞組 。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與滑尺和定尺的相對(duì)位置有關(guān)。 ? 利用感應(yīng)電壓的變化可以求得位移 X，從而進(jìn)行位置檢測(cè)。則： 由上式知，感應(yīng)電勢(shì)的幅值隨著滑尺的移動(dòng)作正弦變化。這種方法的檢測(cè)線路比較簡(jiǎn)單，但分辨率受到錄磁節(jié)距 λ的限制，若要提高分辨率就必須采用較復(fù)雜的信頻電路，所以不常采用。 角位移檢測(cè)傳感器 ? 一、旋轉(zhuǎn)變壓器 ? 二、光電編碼器 ? 1. 結(jié)構(gòu)如圖所示 ? 旋轉(zhuǎn)變壓器一般做 ? 成兩極電機(jī)的形式。 ，一般將其中一個(gè)繞組（如 Z Z2）短接。 一、旋轉(zhuǎn)變壓器 ? 3. 測(cè)量方式 ? 當(dāng)定子繞組中分別通以幅值和頻率相同、相位相差為 90176。 ），其輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 θ成線性關(guān)系。當(dāng)主碼盤(pán)上的不透明區(qū)正好與鑒向盤(pán)上的透明窄縫對(duì)齊時(shí)，光線被全部遮住，光電變換器輸出電壓為最?。划?dāng)主碼盤(pán)上的透明區(qū)正好與鑒向盤(pán)上的透明窄縫對(duì)齊時(shí)，光線全部通過(guò)，光電變換器輸出電壓為最大。 二、光電編碼器 ? ? 絕對(duì)式編碼器是把被測(cè)轉(zhuǎn)角通過(guò)讀取碼盤(pán)上的圖案信息直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)代碼的檢測(cè)元件。在一個(gè)四位光電碼盤(pán)上，有四圈數(shù)字碼道，每一個(gè)碼道表示二進(jìn)制的一位，里側(cè)是高位，外側(cè)是低位，在360176。 二、光電編碼器 11 00001101010110011101001010100110001011111100010010000011101101? 誤差的消除 ? (1).循環(huán)碼盤(pán) ? (或稱(chēng)格雷碼盤(pán) ) ? 右圖所示為四位二 ? 進(jìn)制循環(huán)碼。 二、光電編碼器 010011011111111010101100