【正文】 因此，在數(shù)控機床、精密機床和各種測量機上得到了廣泛使用。 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 光柵 光柵的組成結(jié)構(gòu)和檢測原理 直線透射光柵尺的結(jié)構(gòu)如下圖所示，由光源、長光柵 (標尺光柵 )、短光柵 (指示光柵 )、光電元件等組成，一般移動的光柵為短光柵，長光柵裝在機床的固定部件上。若 A相超前于 B相，對應(yīng)電動機正轉(zhuǎn)；若 B相超前 A相，對應(yīng)電動機反轉(zhuǎn)。 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 編碼器 旋轉(zhuǎn)編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式的 角位移檢測裝置 ，在數(shù)控機床中得到了廣泛的使用。 W 可以看出：滑尺在移動一個節(jié)距的過程中，感應(yīng)電勢變化了一個周期。 旋轉(zhuǎn)變壓器 2）鑒幅型方式 在旋轉(zhuǎn)變壓器的兩個定子繞組中，分別通入同相、同頻，但 幅值 分別按正弦和余弦變化的勵磁電壓 U1s和 U1c，即 : 式中： α—— 勵磁電壓的相位角。勵磁電壓接到定子繞組上，轉(zhuǎn)子繞組輸出感應(yīng)電壓，輸出電壓隨被測角位移的變化而變化。分辨率應(yīng)適應(yīng)機床精度和伺服系統(tǒng)的要求。盡量選用價格低廉，性能價格比高的檢測裝置。 數(shù)控機床加工精度，在很大程度上取決于數(shù)控機床位置檢測裝置的精度，因此，位置檢測裝置是數(shù)控機床的關(guān)鍵部件之一，它 對于提高數(shù)控機床的加工精度有決定性的作用 。分辨率的高低，對系統(tǒng)的性能和運行平穩(wěn)性具有很大的影響。 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 旋轉(zhuǎn)變壓器 根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組兩種不同的引出方式旋轉(zhuǎn)變壓器分有刷式和無刷式。 當轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)時，這兩個勵磁電壓在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)疊加，得到轉(zhuǎn)子的輸出電壓 U2： 當轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時，輸出電壓 U2： 由此可見，若電氣角 α已知，測出輸出電壓的幅值 kUmcos（ α－ θ）便能求出 θ角（即被測軸的角位移）。 圖 定尺繞組感應(yīng)電動勢產(chǎn)生原理 顯然在定尺和滑尺的相對位移中，感應(yīng)電壓呈周期性變化，其波形為余弦函數(shù)。旋轉(zhuǎn)編碼器通常安裝在被測軸上，隨被測軸一起轉(zhuǎn)動，直接將被測角位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字 (脈沖 )信號，所以也稱為旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器，這種測量方式?jīng)]有累積誤差。 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 編碼器 光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與光柵盤圓周的條紋數(shù)有關(guān)，即分辨角 分辨角 α=360176。短光柵隨工作臺一起移動，長光柵的有效長度即為測量范圍。 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 磁尺的組成及結(jié)構(gòu) 磁尺由磁性標尺，磁頭和檢測電路組成，磁頭是進行磁 — 電轉(zhuǎn)換的器件，它把反映位置的磁信號檢測出來，并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給檢測電路?？捎糜谥本€和轉(zhuǎn)角的測量，其優(yōu)點是精度高、復(fù)制簡單及安裝方便等，且具有較好的穩(wěn)定性，常用在油污、粉塵較多的場合。透射光柵是在透明的玻璃表面刻上間隔相等的不透明的線紋制成的，線紋密度可達到每毫米 1000條以上；反射光柵一般是在金屬的反光平面上刻上平行、等距的密集刻線，利用反射光進行測量，其刻線密度一般為每毫米 300～ 1﹐ 500線，最常用的是 600線 /mm。 根據(jù)先后順序，即可判斷光電盤的正反轉(zhuǎn)。當 Δx較大時，通過改變 θd，使 θd＝ θ,使 Δe＝ 0，根據(jù)θd可以確定 θ，從而確定位移量 Δx。由于定尺繞組是均勻的，因此，滑尺上的兩個繞組在空間位置上相差 1／ 4節(jié)距，即 π/2相位角。實際應(yīng)用時，把定子余弦繞組勵磁電壓的相位 ωt作為基準相位，與轉(zhuǎn)子輸出電壓 U2的相位 ωt+θ比較，從而確定 θ大小。在結(jié)構(gòu)上與二相線繞式異步電動機相似，由定子和轉(zhuǎn)子組成。 2）分辨率 位置檢測裝置能檢測的最小位置變化量稱作分辨率。受機床結(jié)構(gòu)和應(yīng)用環(huán)境的限制，要求位置檢測裝置體積小巧，便于安裝調(diào)試。 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 位置檢測裝置的分類 數(shù)控機床的位置檢測裝置類型很多，按檢測信號的類型可分為數(shù)字式和模擬式；按檢測量的基準可分為增量式和絕對式；按測量值的性質(zhì)可分為直接測量和間接測量。檢測裝置的分辨率一般按機床加工精度的 1／ 3～ 1／ 10選?。ㄒ簿褪钦f，位置檢測裝置的分辨率要高于機床加工精度）。有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器的特點是結(jié)構(gòu)簡單，體積小，但因電刷與滑環(huán)是機械滑動接觸的，所以可靠性差，壽命短。實際測量時，不斷的修改定子勵磁電壓的幅值（等效于修改 α角），使它跟蹤 θ變化，使 kUmcos（ α－ θ） =0。在滑尺移動一個節(jié)距的過程中，感應(yīng)電壓變化了一個 余弦周期 。旋轉(zhuǎn)編碼器也可用來檢測轉(zhuǎn)速。 /條紋 如果條紋數(shù)為 1024，