(工程測試與信號處-資料下載頁
2025-02-26 22:38本頁面
【正文】 工實(shí)況 防護(hù)罩內(nèi)為直線光柵光柵掃描頭被加工工件切削刀具磁柵式傳感器 一、 磁柵式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu) 磁柵式傳感器主要由磁柵和磁頭組成。磁柵上錄有等間距的磁信號，它是利用磁帶錄音的原理將等節(jié)距的周期變化的電信號 (正弦波或矩形波 )用錄磁的方法記錄在磁性尺子或圓盤上而制成的。裝有磁柵傳感器的儀器或裝置工作時，磁頭相對于磁柵有一定的相對位置，在這個過程中，磁頭把磁柵上的磁信號讀出來，這樣就把被測位置或位移轉(zhuǎn)換成電信號。1．磁柵1) 磁柵的結(jié)構(gòu)長磁柵的節(jié)距 W一般為 mm或 mm 2) 磁柵的類型磁柵分為長磁柵和圓磁柵兩大類，分別用于測量直線位移和角位移。長磁柵又可分為尺型、帶型和同軸型三種。 磁柵式傳感器實(shí)物圖 2．磁頭及其工作原理磁頭的作用是讀取磁柵上的記錄信號，按讀取方式不同，磁頭可分為動態(tài)磁頭和靜態(tài)磁頭兩種。 1) 動態(tài)磁頭 動態(tài)磁頭又稱速度響應(yīng)磁頭。它由鐵鎳合金材料制成的鐵心和一組線圈組成，如圖。 2) 靜態(tài)磁頭 靜態(tài)磁頭是一種調(diào)制式磁頭，又稱磁通響應(yīng)式磁頭，它由鐵心和兩組線圈組成，如圖所示。它與動態(tài)磁頭的根本不同就是在磁頭與磁柵之間沒有相對運(yùn)動的情況下也有信號輸出。二、磁柵式傳感器的信號處理方法動態(tài)磁頭只有一個磁頭和一組線圈，利用磁柵與磁頭間以一定速度的相對移動讀出磁柵上的信號，將此信號進(jìn)行處理后使用。檢測電路也較為簡單。靜態(tài)磁頭在實(shí)際應(yīng)用中總是成對使用，即用兩個間距為的磁頭，其中 n為正整數(shù)，為磁信號節(jié)距，也就是兩個磁頭布置成在空間相差 90176。 。其信號處理方式分為鑒幅和鑒相型兩種，其中鑒相型信號處理方式應(yīng)用廣泛， 將一組磁頭的勵磁信號移相 45176。( 或把其輸出信號移相 90176。) ，則兩磁頭輸出電壓分別為 兩電壓相加得總輸出電壓為 輸出信號是一個幅值不變、相位隨磁頭與磁柵相對位置而變化的信號，可由鑒相型檢測電路測量出來。 容柵式傳感器 容柵傳感器是在變面積型電容傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型傳感器。它的電極不止一對，電極排列呈梳狀，故稱為容柵傳感器。同組中有多個電極或多個電極并聯(lián)，極大地提高了靈敏度。 容柵傳感器可實(shí)現(xiàn)直線位移和角位移的測量，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，容柵傳感器可分為長容柵、片狀圓容柵、柱狀圓容柵三類。 （長容柵）長容柵結(jié)構(gòu)原理圖 式中， n—— 動尺柵極片數(shù)； a， b—— 柵極片長度和寬度。 容柵傳感器的最小電容量理論上為零，實(shí)際上為固定電容C0，為容柵固有電容。當(dāng)動尺沿 x方向平行于定尺不斷移動時，每對電容的相對遮蓋長度 a將由大到小，由小到大地周期性變化，電容量值也隨之相應(yīng)周期變化，如圖所示，經(jīng)電路處理后，則可測得線位移值。（片狀圓容柵）最大電容為：式中 r1， r2 —— 圓盤上柵極片內(nèi)半徑和外半徑；α—— 每條柵極片對應(yīng)的圓心角。激光干涉測長激光干涉測長的基本光路是一個邁克爾遜干涉儀 ,如圖所示 ,用干涉條紋來反映被測量的信息。移級判向計(jì)數(shù)原理框圖干涉條紋計(jì)數(shù)時，通過移相獲得兩路相差 π/2的干涉條紋的光強(qiáng)信號，該信號經(jīng)放大，整形，倒向及微分等處理 ,可以獲得四個相位依次相差 π/2的脈沖信號。實(shí)現(xiàn)干涉條紋的四倍頻記數(shù)。相應(yīng)的測量方程變?yōu)榧す馔獠罡缮鏈y長技術(shù)直流干涉儀： 前置放大器為直流放大器。動鏡從靜止 → 運(yùn)動 → 靜止；干涉條紋變化頻率從 0 → 最大值 →0 ；光強(qiáng)轉(zhuǎn)化的直流信號的頻率變化范圍也從 0開始，需用直流放大器。? 缺點(diǎn)： 外界環(huán)境干擾能力差，只能在恒溫防震條件下使用。外差干涉儀： 在干涉儀的信號中引入一定頻率的載波，使被測信號通過這一載波來傳遞，干涉儀能夠采用交流放大，隔絕外界環(huán)境干擾造成的直流電平漂移。載波信號產(chǎn)生方法： 使參與干涉的兩束光產(chǎn)生一個頻率差，這樣的兩束光干涉會產(chǎn)生 “ 光學(xué)拍 ” 現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化為電信號得到差頻信號。（光外差干涉）。其中氦氖激光器上沿軸向施加以磁場，由于塞曼效應(yīng)激光被分裂成有一定頻率差的左旋偏振光 f1和右旋偏振光 f2測量反射鏡運(yùn)動產(chǎn)生的多普勒頻移可以表示為測量鏡的位移量可由下式計(jì)算演講完畢，謝謝觀
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