【正文】 并根據(jù) 產(chǎn)生正弦和余弦矩形波 ， 使 總是跟隨角 的變化而變化 。出 現(xiàn)進給脈沖信號后，比較器的輸出不為零，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將 比較器輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)放大后，由伺服電機 帶動工作臺移動。 則在定尺繞組產(chǎn)生的總感應電壓為 式中 — 與位移對應的角度 ?tmVcVtmVsV????sincossinsin???????? sinsinco sco ssinsin2 tKVtKVV mm ?? ? ? tKV m ??? sinsin ?＝? 第四節(jié) 感應同步器 鑒幅式伺服系統(tǒng)是以位置檢測信號的幅值大小來反映機 械位移的數(shù)值，并以此作為位置反饋信號與指令信號進行比 較構(gòu)成閉環(huán)伺服系統(tǒng)。 第四節(jié) 感應同步器 當有一正向指令脈沖通過脈沖加減器，使得輸入到調(diào)相 分頻通道的脈沖個數(shù)增加一個，結(jié)果該分頻器產(chǎn)生溢出脈沖的時 刻提前產(chǎn)生。 基準信號發(fā)生器輸出一系列一定頻率的基準脈沖信號（載波信號），為伺服系統(tǒng)提供一個相位比較基準。同樣，若在滑尺的余弦繞組中通以交流勵磁電壓， 也能得出定尺繞組感應電壓與兩尺相對位移的關(guān)系曲線，它們之 間為正弦函數(shù)關(guān)系 (圖 613中 OP)。隨著滑尺相對定 尺做平行移動，穿入定尺的磁通逐漸減少，感應電壓逐漸減小。 本節(jié)以直線式感應同步器為例 ,介紹其 結(jié)構(gòu) 和 工作原理 第四節(jié) 感應同步器 直線感應同步器其結(jié)構(gòu)如圖 612所示，定尺和滑尺的基板采用與機床熱膨脹系數(shù)相近的鋼板制成，鋼板上用絕緣粘結(jié)劑貼有銅箔，并利用腐蝕的辦法做成圖示的印刷繞組。正向運動時，用與門 Y1~Y4及或門 H1， 得 到 A′ B+AD′ +C′ D+B′ C的四個輸出脈沖；反向運動時，用與門 Y5~Y8及或門 H2， 得到 BC′ + CD′ +A′ D+ AB′ 的四個輸出脈沖， 其波形見圖 611b。當光柵移動時，莫爾條紋通過兩個光電元件的時間不同，所以兩個光電元件所獲得的電信號雖然波形相同，但相位相差 90o。由于此信號比較微弱，在長距 離傳遞時，很容易被各種干擾信號淹沒，造成傳遞失真， 驅(qū)動線路的作用就是將電壓信號進行電壓和功率放大。 3. 莫爾條紋的移動與柵距的移動成比例 當光柵尺移動一個柵距 W時，莫爾條紋也剛好移動了一個條紋寬度 B。兩光柵尺是刻有均勻密集線紋的透明玻璃片，線紋密度為 2 50、 100、250條 /mm等。二進制碼轉(zhuǎn)換成葛萊碼的法則是：將二進制碼右移一位并舍去末位的數(shù)碼，再與二進制數(shù)碼作不進位加法，結(jié)果即為葛萊碼。 第二節(jié) 光電編碼器 由 圖 65可以看出，碼道的圈數(shù)就是二進制的位數(shù)，且高位在內(nèi)，低位在外。絕對式編碼器有光電式、接觸式和電磁式三種，以接觸式四位絕對編碼器為例來說明其工作原理。 路方波信號被用作加、減計數(shù)脈沖的控制信號，正走時（ A超前 B）， 由 Y2門輸出加計數(shù)脈沖，此時 Y1門輸出為低電平（圖 63 ）；反走時（ B超前 A）， 由 Y1門輸出減計數(shù)脈沖，此時 Y2門輸出為低電平。 第二節(jié) 光電編碼器 ①②③④⑤⑥ 數(shù)字顯示 信號處理電路 光電盤 圓盤 光電元件 聚光鏡 光源 圖 61 光電式脈沖編碼器結(jié)構(gòu)示意圖 第二節(jié) 光電編碼器 為了判斷旋轉(zhuǎn)方向，圓盤的兩個窄縫距離彼此錯開1/4節(jié)距，使兩個光電元件輸出信號相位差 900。 第二節(jié) 光電編碼器 ? 光電式脈沖編碼器通常與電機做在一起，或者安裝在電機非軸伸端，電動機可直接與滾珠絲杠相連，或通過減速比為 i的減速齒輪，然后與滾珠絲杠相連，那么每一個脈沖對應機床工作臺移動的距離可用下式計算 ： 式中 — 脈沖當量 （ mm/脈沖 ） ； S— 滾珠絲杠的導程 （ mm） ； i— 減速齒輪的減速比； M— 脈沖編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù) （ p/r） 。 第一節(jié) 概述 2. 間接測量 它是將旋轉(zhuǎn)型檢測裝置安裝在驅(qū)動電機軸或滾珠絲杠上，通過檢測轉(zhuǎn)動件的角位移來間接測量機床工作臺的直線位移，作為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋用。測量裝置的結(jié)構(gòu)較 增量式復雜，如編碼盤中，對應于碼盤的每一個角度位置便有一 組二進制位數(shù)。 數(shù)控機床對位置檢測裝置的 要求 如下： （ 1） 工作可靠，抗干擾能力強； （ 2） 滿足精度和速度的要求； （ 3）易于安裝，維護方便，成本低。它對信號處理的方法相對來說比較復雜。 一、增量式脈沖編碼器 增量式脈沖編碼器分光電式 、 接觸式和電磁感應式三種 。 光電盤與工作軸連在一起 ，光電盤轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個縫隙就發(fā) 生一次光線的明暗變化，光電元件把通過光電盤和圓盤射來的忽 明忽暗的光信號轉(zhuǎn)換為近似正弦波的電信號，經(jīng)過整形、放大、 和微分處理后，輸出脈沖信號。 圖 63所示為辨向環(huán)節(jié)框圖和波形圖。隨著指令脈沖的輸出，指令脈沖 不為零，在工作臺尚未移動之前，反饋脈沖仍為零，比較器輸出 指令信號與反饋信號的差值，經(jīng)放大后，驅(qū)動電機帶動工作臺移 動。 當檢測對象帶動碼盤一起轉(zhuǎn) 動時，電刷和碼盤的相對位置發(fā)生變化，與電刷串聯(lián)的電阻將會出 現(xiàn)有電流通過或沒有電流通過兩種情況。如圖 65a， 當電刷由位置 0111向 1000過渡時，可能會出現(xiàn)從 8（ 1000）到 15（ 1111）之間的讀數(shù)誤差，一般稱這種誤差為非單值性誤差。 本節(jié)著重介紹一種應用比較廣泛的透射式直線光柵。嚴格地說，是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。 表 61莫爾條紋移動方向與光柵移動方向及光柵夾角的關(guān)系 第三節(jié) 光柵 指 示 光 柵 轉(zhuǎn) 角 方 向 標 尺 光 柵 移 動 方 向 莫 爾 條 紋 移 動 方 向 逆 時 針 方 向 右 → 下 ↓ 左 ← 上 ↑ 順 時 針 方 向 右 → 上 ↑ 左 ← 下 ↓ 第三節(jié) 光柵 P 1 P 2 P 3 P 4 指示光柵 標尺光柵 硅光電池 聚光鏡 光源 圖 68 光柵測量系統(tǒng) 光柵測量系統(tǒng) 如圖 68所示，由光源、聚光鏡、光柵尺、光電元件和驅(qū)動線路組成。 第三節(jié) 光柵 亮度 電壓 光柵位移 O 光柵位移 O 圖 69 光柵的實際亮度變化 圖 610 光柵的輸出波形圖 第三節(jié) 光柵 采用一個光電元件即只開一個窗口觀察，只能計數(shù)，卻無法判斷移動方向。 P P3信號是相位差 180o的兩個信號，接 差動放大器放大，得正弦信號。 五、光柵的應用 （ P119） 第四節(jié) 感應同步器 一、結(jié)構(gòu)與工作原理 感應同步器 為電磁式檢測裝置，屬模擬式測量 ，其輸出電壓隨被測直線位移或角位移而改變。當正弦繞組與定尺繞組對齊時，余弦繞組與定尺繞組相差 1/4節(jié)距。 定 尺