【文章內容簡介】 1 10 150Gttjmmz ?????? ? ? ? ??? ?? ? 10 14to eg sc G m?????????? ?? ? ?所以，伺服剛度引起的失動量為 （ 3）齒輪副周向側隙引起的失動量 ΔG 設齒輪副的模數 m=1 103m，齒數 z1=50， z2=150，周向側隙 jt= 104m，則換算成工作臺移動方向的失動量為 （ 4）總失動量 Δto 感應同步器結構（ 1） 1． 感應同步器 3． 碼盤式檢測裝置 4． 旋轉變壓器 5． 磁柵式位移檢測裝置 感應同步器是利用兩個平面印刷電路繞組的 電磁耦合 原理，檢測運動件的直線位移或角位移的傳感器。 1) 感應同步器 直線式感應同步器 旋轉式感應同步器 1）感應同步器的結構 感應同步器由兩部分組成：定尺和滑尺（直線式）或定子和轉子（旋轉式）。直線式感應同步器的截面結構，如圖 412所示。 1) 位置檢測器 機械類基準元件 如絲桿螺母副、多齒分度盤 光學類基準元件，如光柵、激光器等 電磁感應類基準元件、磁柵、感應同步器 感應同步器結構（ 2） 定尺和滑尺的基體通常用鑄鐵或鋼板制成，基體上粘有經照像腐蝕工藝制成的方齒形平面繞組（圖 413），然后在繞組表面噴涂一層絕緣保護層。為了防止靜電感應，滑尺的表面還貼有屏蔽層。 圖 413所示，定尺的平面繞組是節(jié)距為2mm單相均勻連續(xù)繞組，滑尺是具有兩個繞組的短尺，其節(jié)距也是 2mm，但是 A、 B兩繞組的位置相對于定尺繞組錯開 1/4節(jié)距 。一般稱 A繞組為正弦組，B繞組為余弦繞組。使用定尺安裝在固定的部件上，滑尺安裝在定尺平行，并保持有一定間隙（約 177。 ）的移動部件上。 感應同步器工作原理 cossse kU ??sincce kU ??? 感應同步器的定尺和滑尺按要求安裝好后，如果對滑尺上 A、 B兩繞組通入 交流信號電源 （設正弦繞組激磁電壓為 US；余弦繞組激磁電壓為 UC）激磁。由于 電磁感應 （互感），它們就會分別在定尺繞組上產生與激磁電勢同頻率的交變感應電壓 es、 ec。當滑尺相對于定尺移動時，則定尺繞組上感應電勢將隨滑尺位置變化而發(fā)生 周期性 變化。若以正弦繞組為例，設該繞組的激磁電壓為 US，則當滑尺相對于定尺在空間移動一個節(jié)距，定尺繞組上將感應電動勢 es，且按余弦函數規(guī)律變化（圖 415），如寫成數學式： （ 415） 式中 es——定尺繞組感應電勢； US——滑尺正弦繞組激磁電壓； k——定尺與滑尺上繞組的電磁耦合系數； θ——滑尺相以定尺平等位移的相位角 同理，若只對余弦繞組激磁時，定尺繞組中感應電勢 ec按下述數學式變化 （ 416） 當同時給滑尺上二繞組激磁（ US、 UC）時，則根據疊加原理，定尺繞組中產生的感應電勢應是分別感應電勢的代數和（ e= es + ec）。據此就可以求出滑尺的位移。 2 xW??＝x——位移量； W——繞組節(jié)距； 感應同步器工作方式（ 1） 按對激磁繞組供電電壓的形式 鑒相型工作方式 鑒幅型工作方式 s inc o ssmcmU U tU U t???????? ?sin cos cos sin2sin sins c m mmme e e kU t kU txkU t kU tW? ? ? ??? ? ?? ? ? ???? ? ? ?????1）鑒相型工作方式 這是根據感應電勢 相位 檢測位移量的工作方式。 在滑尺的兩繞組上分別通入 頻率、振幅 相同，而相位差 π/2的激磁電壓 （ 417） 定尺繞組上合成感應電勢為 （ 418） 由式（ 418）可知，定尺感應電勢相位與滑尺位移量 x有嚴格對應關系，據此式就可求得滑尺位移 x值。 感應同步器工作方式（ 2） sin sinsmU U t???cos sincmU U t???2sin sins c mxe e e kU t W?????? ? ? ?????這是根據感應電勢振幅變化來檢測位移量的工作方式。 在滑尺的兩個繞組上，分別通入相應和頻率一致、而 幅值 分別按正弦和余弦 變化 的正弦交變電壓： 式中， ф為合磁場的相位角。 同理，可推出定尺上繞組合成感應電勢為 （ 419） 特點及應用場合： 感應同步器具有較高的檢測精度和分辨能力、抗干擾能力強、使用壽命長、工藝性好、制造成本低，對使用環(huán)境無特殊要求。故廣泛用于生產中檢測設備、數控機床、機器人等方面。 2）鑒幅型工作方式 計量光柵分類 光柵檢測原理 透射式光柵位稱檢測裝置原理如圖 418所示 ， 它由 光柵尺 、 光學元件 及 數顯裝置 組成 。 當標尺光柵和指示光柵的線紋方向不平行 ， 相互傾斜一個很小交角 θ時 ， 光線就會透過兩個光柵尺 ， 形成明暗相間的 粗條莫爾條紋 ， 其方向與光柵刻線相垂直 ， 如圖 419所示 。 若兩個光柵尺相對位移一個柵距 W， 莫爾條紋也移動一個條紋間距 B，則光電元件輸出信號也就變化一個周期 ， 最后由數字顯示儀顯示出光柵尺 （ 運動件 ）的準確位移 。 若兩個光柵尺柵距均為 W， 莫爾條紋間距 B與 W的關系為： sinWWB ???? 式中， θ為兩個柵尺刻線的交角。 圓光柵檢測原理 圓光柵的莫爾條紋根據光柵線紋方向（徑向或切向）不同而異。 徑向圓光柵為圓弧形莫爾條紋 ， 切向 圓光柵為 環(huán)形莫爾條紋，如圖 420所示。根據莫爾條紋與光柵線紋移動的對應關系可知，當標尺光柵（主光柵）移動一個柵距，光電元件檢測到的莫爾條紋變化一個周期 2π，其輸出是近似正弦波形的電壓信號。 為了辨別主光柵運動方向，把兩個光電元件 1和 2分別放在間隔為 1/4個莫爾條紋間距 的地方，如圖 421所示。根據兩個光電元件接收到莫爾條紋信號不同（正弦波電信號相應位差 1/4周期），即利用兩個輸出信號的相位超前或滯后就可辨明主光柵運動方向。 光柵讀數頭的結構形式 利用光柵檢測的關鍵部分是光柵讀數頭，它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件、必要的光欄及調整機構等組成。 光柵讀數頭結構型式很多 ， 根據讀數頭結構特點和使用場合分為 直接接收式 讀數頭（ 或稱硅光電池讀數頭 ） 、 鏡象式 讀數頭 、 分光鏡式 讀數頭 、 金屬光柵反射式 讀數頭 。 圖 422所示是直接接收式讀數頭結構 ， 這類讀數頭應用最廣 。 圖 423所示是鏡象式讀數頭原理 ， 它是利用裝在內部的透鏡 反射鏡系統(tǒng) ， 形成標尺光柵象來代替指示光柵 ，這樣可避免因標尺光柵與指示光柵之間的間隙過小而擦傷尺面 。 由于光柵檢測裝置個有檢測精度高、分辨率高、適宜大量程及動態(tài)檢測的特點，所以多用于精密的自動檢測及控制設備上。 (三米絲桿測量裝置） 碼盤式檢測裝置 碼盤是一種 按角度 直接編碼的 角位移檢測裝置 。 它與測量中間過程無關 ， 具有抗干擾能力強 ， 可靠性高的優(yōu)點 。 碼盤所用的碼制有 二進制碼 、 循環(huán)碼 、 十進制碼 等 。 四位的二進制碼盤和循環(huán)制碼盤圖案如圖 424所示 。 最外圈碼道代表最低位 （20位 ） ， 最內圈碼道代表最高位 （ 圖示為 23位 ） 。 光電式碼盤是以透光和不透光分別代表 “ 1”和 “ 0”。 由圖可見 ， 若對應每一位用光敏元件檢測出光信號 ， 就可讀出轉角的絕對值 。 當使用的二進制碼盤存在制造誤差和光電元件安裝位置誤差時 ， 將會造成非單值性誤差 ， 使用循環(huán)制碼盤 ， 就可使誤差限制在最低位的一位數 。 由于碼盤具有 自數字顯示 及控制系統(tǒng)常用的重要部件 。 碼盤的結構型式也有多種： 光電式、電磁式、接觸式 等。 旋轉變壓器 特點：旋轉變壓器 結構簡單 ， 對 環(huán)境要求低 ， 抗干擾能力 強 ， 較適合工業(yè)機器人 、數控機床等使用 。 旋轉變壓器的結構和交流繞線式異步電動機相似 ， 由 定子和轉子 組成 。 定子繞組為變壓器原邊 ， 轉子繞組為變壓器副邊 ， 激磁電壓加到原邊 。 當激磁電壓加到原邊繞組時 ， 通過電磁耦合 ， 副邊繞組產生感應電勢 。 因旋轉變壓器的副邊繞組裝在轉子上 ， 因此隨著轉子旋轉 ， 其副邊繞組輸出的 電勢 就和 轉子轉角成一定的函數關系 ， 而普通變壓器卻是常數 。 圖 425所示是旋轉變壓器的工作原理 。 當 α=0時 ， 兩繞組軸線重合 ， 由定子繞組建立的磁場 ， 其磁力線全部穿過轉子繞組 ， 感應電勢最大；當 α=177。 π/2時 ， 轉子繞組中沒有磁力線通過 ， 感應電勢為零 。 以 α=90176。 為轉子初始位置 ， 則轉子轉過 θ時的感應電勢為： 1si