5感應(yīng)同步器(存儲(chǔ)版)
【正文】 600時(shí)，絲杠上的螺母帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)了一個(gè)導(dǎo)程，間接測(cè)量了執(zhí)行部件的直線位移。鑒相式是根據(jù)感應(yīng)輸出電壓的相位來檢測(cè)位移量；鑒幅式是根據(jù)感應(yīng)輸出電壓的幅值來檢測(cè)位移量。主要用于高精度同步隨動(dòng)系統(tǒng)和軸角編碼系統(tǒng)作為角度傳感元件。讀出輸出信號(hào)的相位，就可確定磁頭的位置。測(cè)量所走過的行程時(shí)，可加一個(gè)計(jì)數(shù)器，累計(jì)所轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，折算成位移總長度。 轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓為 兩磁軸平行，此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電壓最大，即 實(shí)際使用時(shí)通常采用多極形式，如正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器，其定子和轉(zhuǎn)子均由兩個(gè)匝數(shù)相等，軸線相互垂直的繞組構(gòu)成， ?? s i nco s2 cs ???? ＝轉(zhuǎn)子輸出電壓則為 ?? s i nco s2 cs KUKUU ??如圖所示。 (53) 假如，轉(zhuǎn)子逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，可得 tUUtUUmcms????si nc o ssi nsi n???? s i nco s2 cs KUKUU ??tKVtKVmm????????s i n)s i n ()s i nco sco s( s i ns i n????2. 鑒幅工作方式 給定子的兩個(gè)繞組分別通以頻率相同、相位相同、幅值分別按正弦和余弦變化的交流激磁電壓，即 式中 α— 激磁繞組中的電氣角。 ），其輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 θ成線性關(guān)系。 ，一般將其中一個(gè)繞組（如 Z Z2）短接。一方面，該計(jì)數(shù)脈沖及符號(hào)送比較器與進(jìn)給脈沖比較；另一方面，經(jīng)正余弦 (sin/cos)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)測(cè)量元件的兩路信號(hào) sin和 cos，使 α 角與此相對(duì)應(yīng)發(fā)生改變。鑒幅式系統(tǒng)工作之前，數(shù)控裝置和測(cè)量元件的信號(hào)處理電路都沒有脈沖輸出，比較器的輸出為零，工作臺(tái)不移動(dòng)。 則在定尺繞組產(chǎn)生的總感應(yīng)電壓為 (58) 式中 θ— 與位移對(duì)應(yīng)的角度。當(dāng)數(shù)控裝置要求工作臺(tái)沿一個(gè)方向位移時(shí)，產(chǎn)生一列進(jìn)給脈沖，經(jīng)脈沖調(diào)相器的調(diào)相分頻通道轉(zhuǎn)化為相位變化信號(hào) Δθ1′，它作為指令信號(hào)送入鑒相器；測(cè)量裝置及信號(hào)處理電路的作用是將工作臺(tái)的位移量檢測(cè)出來，并表達(dá)成與基準(zhǔn)信號(hào)之間的相位差 Δθ2′，也被送入鑒相器。 圖 521 有指令脈沖時(shí)序波形 F C1 C2 C0 C3 F1 分頻器 2輸出 分頻器 1輸出 Δθ1 12???＝NN?? 21 ＝? 當(dāng)用同一脈沖源的輸出時(shí)鐘脈沖去觸發(fā)容量相同的兩個(gè)分頻器 1和 2時(shí)（見圖 57），結(jié)果在兩個(gè)分頻器最后一級(jí)的輸出是頻率大大降低的兩個(gè)同頻率信號(hào)。圖 519為其原理組成框圖，在脈沖調(diào)相器中，由基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)分成兩路，一路直接輸入分頻器 1，它為 1/N分頻的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，稱為基準(zhǔn)分頻通道。為確定唯一位移，在滑尺上與正弦繞組錯(cuò)開 1/4節(jié)距處，配置了余弦繞組。當(dāng)滑尺移到圖中 B點(diǎn)位置，與定尺繞組剛好錯(cuò)開 1/4節(jié)距時(shí)，感應(yīng)電壓為零。 直線感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu) U2 定尺 滑尺 余弦繞組 正弦繞組 US Uc 感應(yīng)同步器兩個(gè)單元繞組之間的距離為節(jié)距，滑尺和定尺的節(jié)距均為，這是衡量感應(yīng)同步器精度的主要參數(shù)。 工藝性好，成本較低，便于復(fù)制和成批生產(chǎn)。兩相繞組節(jié)距相同，均為 W1，通常取 W1 = W2= W。 相位角，故分別稱為正弦繞組和余弦繞組。 使用壽命長，維護(hù)簡單。長尺叫定尺，安裝在機(jī)床床身上，短尺為滑尺，安裝于移動(dòng)部件上，兩者平行放置，保持 ~。隨著滑尺相對(duì)定尺做平行移動(dòng)，穿入定尺的磁通逐漸減少，感應(yīng)電壓逐漸減小。在一個(gè)周期內(nèi)，感應(yīng)電壓的某一幅值對(duì)應(yīng)兩個(gè)位移點(diǎn)，如圖 54中 M、 N兩點(diǎn)。 脈沖調(diào)相器的作用是將來自數(shù)控裝置的進(jìn)給脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為相位變化的信號(hào)。因此，在指令脈沖作用下，調(diào)相分頻通道輸出脈沖與基準(zhǔn)脈沖有一個(gè)相位差 Δ θ 1，且 Δ θ 1＝ θ 1－ θ 0， θ 0為基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器的基準(zhǔn)相位； θ 1為指令信號(hào)相位； θ 1的大小取決于指令脈沖數(shù)，其隨時(shí)間變化的快慢取決于指令脈沖頻率，而其相對(duì)于 θ 0的超前與滯后，則取決于指令脈沖進(jìn)給方向。 鑒相式伺服系統(tǒng)利用相位比較原理進(jìn)行工作。 式中 α— 給定的電氣角。另一路來自測(cè)量及信號(hào)處理電路，以數(shù)字脈沖形式出現(xiàn)，體現(xiàn)了工作臺(tái)實(shí)際移動(dòng)的距離。解調(diào)后的信號(hào)經(jīng)電壓頻率（ V/F）轉(zhuǎn)換器變成計(jì)數(shù)脈沖，脈沖的個(gè)數(shù)與電壓幅值成正比，并用符號(hào)觸發(fā)器表示方向。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。 60176。由于旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子和被測(cè)軸連接在一起，所以，被測(cè)軸的角位移就知道了 。 tUU m ?s in1 ? tUUm ?s in1 ?tUU m ?s in1 ? 圖 514 旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理 ??? co ss i nco s12 tKVKUU m??tKVV m ?s i n2 ?式中 K— 變壓比（即繞組匝數(shù)比）； Vm— 勵(lì)磁信號(hào)的幅值； ω — 勵(lì)磁信號(hào)角頻率； θ — 旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)角。 如果將旋轉(zhuǎn)變壓器裝在數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠上，當(dāng)角從 00到 3600時(shí)，絲杠上的螺母帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)了一個(gè)導(dǎo)程，間接測(cè)量了執(zhí)行部件的直線位移。 ，則得到輸出電壓為 ? 在求和電路中相加，則得到磁頭總輸出電壓為 三、磁柵位移傳感器 txUU ??? c o s2s i n01 ?txUU ??? s i n2c o s02 ????????? ??
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