【正文】 用微動(dòng)開(kāi)關(guān)之類的觸點(diǎn)器件便可構(gòu)成。位置傳感器分 接觸式和接近式 兩種。 第四節(jié) 位置傳感器 位置傳感器和位移傳感器不一樣，它所測(cè)量的不是一段距離的變化量，而是通過(guò)檢 測(cè)，確定是否已到某一位置。光源發(fā)出的光通過(guò)縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。在使用中， 為提高檢測(cè)靈敏度、盡量把它連接到電機(jī)軸上 ，有的電機(jī)本身就已安裝了測(cè)速機(jī)。 恒定磁通由定子產(chǎn)生，當(dāng)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組中即產(chǎn)生交變的電勢(shì)，經(jīng)換向器和電刷轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)子速度成正比的直流電勢(shì)。 測(cè)速機(jī)的結(jié)構(gòu)有多種，但原理基本相同。 第三節(jié) 速度、加速度傳感器 一、直流測(cè)速機(jī) 直流測(cè)速機(jī)是一種測(cè)速元件，實(shí)際上它就是 — 臺(tái)微型的直流發(fā)電機(jī)。由 于光電編碼器具有非接觸和體積小的特點(diǎn)，且分辨率很高，在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)已能產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)個(gè)脈沖，因此，它是目前應(yīng)用最為廣泛的一種編碼器。 光電編碼器 將機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的模擬量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)字電信號(hào)，進(jìn)行角位移檢測(cè)的傳感器稱為編碼器。當(dāng)主光柵產(chǎn)生位移時(shí)，莫爾條紋便隨著產(chǎn)生上、下位移，若用光電器件記錄下莫爾條紋通過(guò)某點(diǎn)的數(shù)目，便可知主光柵移動(dòng)的位移，也就測(cè)得了被測(cè)物體的位移量。它們是沿著與光柵條紋幾乎成垂直的方向排列，如圖 318所示。 光柵 光柵是一種新型的位移檢測(cè)元件，它的持 點(diǎn)是測(cè)量精確高、響應(yīng)速度快和量程范圍大等。 解決辦法： 后接電路。原因：兩次級(jí)線圈結(jié)構(gòu)不對(duì)稱；初級(jí)線圈銅損電阻、鐵磁材質(zhì)不均勻、線圈間分布電容等形成。只反映鐵心位移大小，不反映移動(dòng)極性。 互感型： 差動(dòng)變壓器式 原理： 將被測(cè)位移轉(zhuǎn)換成線圈互感變化。用作渦流式位移計(jì)、振動(dòng)測(cè)量?jī)x、無(wú)損探傷儀、測(cè)厚儀等。變化金屬板的電阻率、磁導(dǎo)率，可作為材質(zhì)鑒別或探傷等。 影響因素： 線圈與金屬板間距離；金屬板的電阻率；磁導(dǎo)率；線圈激磁園頻率等。這種渦流將產(chǎn)生交變磁通 ?1，根據(jù)楞次定律，渦流的交變磁場(chǎng)與線圈的磁場(chǎng)變化方向相反。當(dāng)線圈中有高頻交流電流通過(guò)時(shí)，便產(chǎn)生磁通 ?。 ??20022 AWRWLm??（二）渦流式 原理：金屬板在交變磁場(chǎng)中的渦電流效應(yīng)。 自感型 （一）可變磁阻式 1—— 線圈 2—— 鐵心 3—— 銜鐵 由此可見(jiàn)：只要 改變空氣隙厚度或改變氣隙截面積 ，即可改變線圈的電感量。 變換原理： 電磁感應(yīng)原理。 應(yīng)用： 這種電容傳感器有較多的結(jié)構(gòu)形式 ， 可以用來(lái)測(cè)量紙張 、 絕緣薄膜等的厚度 ，也可以用來(lái)測(cè)量糧食 、 紡織品 、 木材或煤等非導(dǎo)電固體的物質(zhì)的濕度 。 3．變介質(zhì)型電容傳感器 原理 結(jié)構(gòu)如圖 。 這種傳感器的輸出特性呈線性。 注意： 傳感器輸出特性是非線性的，規(guī)定在較小間隙變化范圍內(nèi)工作。 三、傳感器特性： 靜態(tài)特性： 線性度 ：傳感器實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差 靈敏度 ：輸出變化對(duì)輸入變化的比值 遲滯性 ：在正反行程期間輸入 — 輸出特性曲線不重合程度 重復(fù)性 ：輸入量按同一方向多次測(cè)試時(shí)所得特性曲線的不重合程度 動(dòng)態(tài)特性：傳遞函數(shù)、時(shí)間響應(yīng)函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)。 傳感檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 傳感器 一、傳感器分類 被測(cè)對(duì)象 傳感器 信號(hào)調(diào)理 傳輸 信號(hào)處理 顯示記錄 控制系統(tǒng) 二、機(jī)電一體化對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的基本要求： 精度、靈敏度、分辨率高； 線性、穩(wěn)定性和重復(fù)性好； 抗干擾能力強(qiáng)； 靜、動(dòng)態(tài)特性好。 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選用原則： 依據(jù)傳動(dòng)部件的 承載能力、導(dǎo)向精度、耐磨性、剛度（結(jié)構(gòu) /接觸）、工藝性 等要求。 （ 2） 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副 工作原理基本與滾動(dòng)軸承相似，只是在滾道直徑和滾道截面形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與滾動(dòng)軸承有所不同。 （ 1）直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副 1） 滾動(dòng)體循環(huán)工作方式的基本工作原理 組成： 動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)體與隔離元件組成動(dòng)導(dǎo)軌副，并在定導(dǎo)軌副上移動(dòng)。 6）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難，生產(chǎn)成本高。 4） 滾動(dòng)體與滾道為點(diǎn)或線接觸，接觸應(yīng)力較大，抗振性較差。 2） 可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和支承預(yù)緊，無(wú)間隙傳動(dòng)精度高和結(jié)構(gòu)剛度好，易于消除正反轉(zhuǎn)傳動(dòng)誤差。 按滾動(dòng)體的循環(huán)方式 ——非循環(huán)導(dǎo)軌和循環(huán)導(dǎo)軌。 按滾動(dòng)體形狀 ——滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌副、圓柱（滾針） 滾動(dòng)導(dǎo)軌副、圓錐滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。 1） 采用鑲裝導(dǎo)軌 2）提高導(dǎo)軌精度、改善導(dǎo)軌表面粗糙度、采取合理的潤(rùn)滑措施 3） 減少導(dǎo)軌單位面上的壓力（比壓）、采用必要的卸荷裝置 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇 組成： 帶溝槽的靜導(dǎo)軌和動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)體以及滾動(dòng)體隔離元件等組成。如：鑄鐵 —鑄鐵、鑄鐵 —鋼導(dǎo)軌、有色金屬 —鋼導(dǎo)軌、塑料 —鋼導(dǎo)軌等。 導(dǎo)軌副材料選用與組合： 常用鑄鐵、鋼、有色金屬、塑料。 4） 燕尾形導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌組合 特點(diǎn)： 整體式燕尾導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，調(diào)整方便，承載能力強(qiáng)，制造困難；裝配式導(dǎo)軌，制造調(diào)整方便，承載能力與整體式燕尾導(dǎo)軌相比較弱；燕尾導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌相比，兼有調(diào)整方便，承載能力較強(qiáng)等。 L1L1 L13 輔助導(dǎo)向面2 導(dǎo)向面 2 1 3 32 11 承載面3）三角形導(dǎo)軌與矩形或平面導(dǎo)軌組合 特點(diǎn)： 兼有三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向精度好、矩形導(dǎo)軌制造方便、剛性好的優(yōu)點(diǎn)，可避免熱變形產(chǎn)生的配合間隙變化；但是，存在兩導(dǎo)軌導(dǎo)向平面磨損不均并使導(dǎo)軌產(chǎn)生位置變化；另外，兩導(dǎo)軌的摩擦阻力不同，因而布置驅(qū)動(dòng)力時(shí)，驅(qū)動(dòng)力應(yīng)與兩摩擦阻力的和力同向?yàn)橐?。閉式結(jié)構(gòu)時(shí)，有輔助導(dǎo)向面，間隙由調(diào)整壓板保證。主要用于高精機(jī)床。 4） 圓形導(dǎo)軌的特點(diǎn) 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、檢驗(yàn)、配合方便，精度易于保證，但摩擦后很難調(diào)整，結(jié)構(gòu)剛度較差。由于導(dǎo)軌在水平和垂直面位置互不影響，因而在水平和垂直兩方向均須間隙調(diào)整裝置，安裝調(diào)整方便。 非對(duì)稱導(dǎo)軌 —— 主要用在載荷不對(duì)稱的時(shí)候，通過(guò)調(diào)整不對(duì)稱角度，使導(dǎo)軌左右面水平分力相互抵消，提高導(dǎo)軌剛度。但存在導(dǎo)軌水平與垂直誤差的相互影響，為保證高的導(dǎo)向精度（直線度），導(dǎo)軌面加工、檢驗(yàn)、維修困難。 特點(diǎn)： 在垂直載荷作用下，具有磨損量自動(dòng)補(bǔ)償功能，無(wú)間隙工作，導(dǎo)向精度高。 6） 制定必要的技術(shù)條件（關(guān)重件的制造工藝規(guī)范、裝配調(diào)整技術(shù)條件、檢測(cè)驗(yàn)收技術(shù)條件、使用維護(hù)操作規(guī)范、維修維護(hù)工藝流程與規(guī)范等）。 4） 具有合理的誤差自動(dòng)補(bǔ)償或調(diào)整裝置，在導(dǎo)軌長(zhǎng)期使用后（超過(guò)導(dǎo)軌規(guī)定的平均無(wú)故障工作時(shí)間 ——MTBF可靠性指標(biāo)），通過(guò)調(diào)整進(jìn)一步的保持導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。 2） 選擇導(dǎo)軌副的截面形狀，保證導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。 注意：以上這些導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副應(yīng)達(dá)到的要求僅是導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中最基本的要求，在導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中，還應(yīng)依據(jù)導(dǎo)軌應(yīng)用的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的措施，盡可能的滿足。 5）溫度敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性要求 溫度敏感性 —— 指導(dǎo)軌在環(huán)境溫度和導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)摩擦發(fā)熱的影響下，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)靈活性、平穩(wěn)性、導(dǎo)向精度產(chǎn)生變化的反映程度。 靈活性 —— 指對(duì)系統(tǒng)控制指令的反映能力。 耐磨精度失效特性 ——摩擦副劇烈磨損階段特性。 初期耐磨性 ——摩擦副初期磨損階段特性。 3）精度保持性要求（耐磨性） 精度保持性要求： 指導(dǎo)軌副表面的耐磨性（耐磨能力）應(yīng)達(dá)到導(dǎo)軌面的使用壽命要求。 每一類剛度都包括：結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度、局部剛度。 通常分為：靜剛度 —— 抵抗恒定載荷的能力。 裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。 導(dǎo)軌和機(jī)架的熱變形（熱敏感性）。 導(dǎo)軌和機(jī)架的結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度。 油膜厚度和油膜剛度。 導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)配合精度（間隙）。 導(dǎo)向精度（直線度）和接觸精度（平面度和接觸面積）。 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)類型。 1）導(dǎo)向精度要求及影響因素 導(dǎo)向精度（要求）： 指動(dòng)導(dǎo)軌沿給定方向作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)保證的準(zhǔn)確程度，主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度或圓度。 （ 3） 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 基本要求 ： 導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好，熱溫變形小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。 （ 2） 常見(jiàn)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，依據(jù)不同的要求可設(shè)計(jì)或選用不同形式的導(dǎo)軌副。 （ 1）導(dǎo)軌副的種類 按運(yùn)動(dòng)方式可分為：直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 同步帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)： ? 工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比 ? 傳動(dòng)效率高，節(jié)能效果好 ? 傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊 ? 維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低 ? 惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作 同步帶傳動(dòng)與類型 導(dǎo)向支承部件的選擇與設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌支承部件的作用 ： 支承和限制運(yùn)動(dòng)部件按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求和規(guī)定運(yùn)動(dòng)方向作直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 3） 諧波齒輪傳動(dòng) 工作原理 主要組成元件 工作過(guò)程 實(shí)用產(chǎn)品 諧波齒輪傳動(dòng)過(guò)程 諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 同步齒形帶傳動(dòng) 同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零件。 剛度驗(yàn)算 結(jié)構(gòu)剛度（支承方式相關(guān)）和接觸剛度（導(dǎo)軌滾道）。 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算或校核 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算或校的基本要求是不影響滾珠絲杠副的精度和變形附加載荷產(chǎn)生的摩擦阻力超過(guò)極限值。 承載能力計(jì)算與滾珠絲杠副型號(hào)選擇 在最大靜載荷和動(dòng)載荷條件下，進(jìn)行彎曲強(qiáng)度、接觸應(yīng)力強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等驗(yàn)算，綜合決定選擇滾珠絲杠副型號(hào)。 滾珠絲杠副的選擇設(shè)計(jì)驗(yàn)算步驟 依據(jù)最大工作載荷 (N)或平均工作載荷 (N)作用下的使用壽命 T(h)、絲桿有效工作行程 (mm)、絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)或平均轉(zhuǎn)速 (r/min)、滾道硬度 HRC以及工況等實(shí)際工作條件，進(jìn)行一系列的驗(yàn)算。 滾珠絲杠副的標(biāo)注方法 — — 循環(huán)方式 預(yù)緊方式 公稱直徑 基本導(dǎo)程 負(fù)荷滾珠總?cè)?shù) 精度等級(jí) 螺紋旋向 浮動(dòng)式 F 雙螺母齒差預(yù)緊 C 內(nèi)循環(huán) 雙螺母墊片預(yù)緊 D 固定式 G 預(yù)緊方式 雙螺母螺紋預(yù)緊 L 單螺母變導(dǎo)程自預(yù)緊 B 插管式 C 外循環(huán) 螺旋槽式 L 螺旋旋向?yàn)樽蟆⒂倚?，只?biāo)左旋代號(hào)為 LH，右旋不標(biāo)。 單圓弧螺紋滾道的雙螺母絲杠副 ——主要用在傳遞輕載荷 、 對(duì)傳遞動(dòng)力的平穩(wěn)性和絲桿剛度要求比高 （ 預(yù)緊力較小 ） 的小型設(shè)備上 。 單圓弧螺紋滾道的單螺母絲杠副 ——以動(dòng)力傳動(dòng)為主 ， 允許傳動(dòng)存在一定間隙 ， 且垂直安裝 。 防塵與防護(hù)： 折疊式防塵套、伸縮式防塵套、伸縮擋板防塵裝置等。b) 雙 螺母墊片預(yù)緊調(diào)整特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好、預(yù)緊可靠、滾珠絲杠的間隙調(diào)整與預(yù)緊 滾珠絲杠副的潤(rùn)滑與密封 潤(rùn)滑： 主要有脂潤(rùn)滑和滴油潤(rùn)滑?？啥空{(diào)整（），精度高、方便。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好、預(yù)緊可靠、調(diào)整方便，但無(wú)法定量調(diào)整。 a）內(nèi)循環(huán)方式 浮動(dòng)式反向器內(nèi)循環(huán)方式 24 31 5b） 外循環(huán)方式 端蓋式外循環(huán) 插管式外循環(huán) 14 3 2 43）消除軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式 無(wú)論是滑動(dòng)絲杠還是滾動(dòng)絲杠傳動(dòng)，由于在結(jié)構(gòu)上均存在一定的軸向間隙，以及磨損間隙的存在，為了保證運(yùn)動(dòng)傳遞的連續(xù)性和可靠性，消除軸向間隙并實(shí)施一定預(yù)緊，有利于提高絲杠的傳遞精度和一定的承載能力。 雙圓弧滾道 ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，存在軸向間隙，加工質(zhì)量易于保證，在使用雙螺母結(jié)構(gòu)的條件下，具有軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，傳遞精度高。 1） 按螺紋滾道截面形狀分類：