數(shù)控原理與系統(tǒng)之位置檢測裝置-文庫吧資料
2025-01-05 14:50本頁面
【正文】 給滑尺上正弦繞組加勵磁電壓時， 定尺感應(yīng)電壓與定、滑尺的相對位置關(guān)系如 圖 613所示 .如果滑尺 處于 A位置，即滑尺繞組與定尺繞組完全對應(yīng)重合，定尺繞組線圈 中穿入的磁通最多，則定尺上的感應(yīng)電壓最大。當(dāng)正弦繞組與定尺繞組對齊時，余弦繞組與定尺繞組相差 1/4節(jié)距。標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)同步器定尺長 250mm， 滑尺長 100mm， 節(jié)距為 2mm。長尺叫定尺，安裝在機(jī)床床身上，短尺為滑尺，安裝于移動部件上，兩者平行放置，保持 ~。 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器 由轉(zhuǎn)子和定子組成，用于角位移測量。 五、光柵的應(yīng)用 （ P119） 第四節(jié) 感應(yīng)同步器 一、結(jié)構(gòu)與工作原理 感應(yīng)同步器 為電磁式檢測裝置，屬模擬式測量 ，其輸出電壓隨被測直線位移或角位移而改變。除四倍 頻以外，還有十倍頻、二十倍頻 (電路 )等。 第三節(jié) 光柵 Y6 微分 微分 微分 整形 P1 P2 P4 P3 差動 放大器 差動 放大器 整形 反相 反相 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y7 Y8 微分 B A D C a)電路原理圖 圖 611 四倍頻辨向電路 第三節(jié) 光柵 sin cos A B C D A′ B′ C′ D′ 正向 相加 A′B+AD′+C′D+B′C 反向 相加 BC′+CD′+A′D+AB′ 圖 611 四倍頻辨向電路 b) 波形圖 (正向疊加 ) 正 反 第三節(jié) 光柵 若光柵柵距 ,采用四倍頻辨向電路，則工作 臺每移動 ， 就會送出一個脈沖，即分辨率為 。正弦和余弦信號經(jīng)整形變成方波 A和 B， 為 使每隔 1/4節(jié)距都有脈沖，把 A、 B各自反向一次得 C、 D信號， A、 B、 C、 D信號再經(jīng)微分變成窄脈沖 A′、 B′、 C′、 D′， 即在正 走或反走時每個方波的上升沿產(chǎn)生窄脈沖，由與門電路把 0o、 90o、 180o、 270o四個位置上產(chǎn)生的窄脈沖組合起來，根據(jù)不同的移動方 向形成正向或反向脈沖。 P P3信號是相位差 180o的兩個信號，接 差動放大器放大，得正弦信號。在實際應(yīng)用中，既要提高測量精度，同時又能達(dá)到自動辨向的目的，通常采用倍頻或細(xì)分的方法來提高光柵的分辨精度，如果在莫爾條紋的寬度內(nèi)，放置四個光電元件，每隔 1/4光柵柵距產(chǎn)生一個脈沖，一個脈沖代表移動了 1/4柵距那么大位移，分辨精度可提高四倍，這就是四倍頻方案。 根據(jù)兩光電元件輸出信號的超前和滯后，可以確定標(biāo)尺光柵移動方向。為了確定運動方向，至少要放置兩個光電元件，兩者相距 1/4莫爾條紋寬度。 第三節(jié) 光柵 亮度 電壓 光柵位移 O 光柵位移 O 圖 69 光柵的實際亮度變化 圖 610 光柵的輸出波形圖 第三節(jié) 光柵 采用一個光電元件即只開一個窗口觀察，只能計數(shù)，卻無法判斷移動方向。硅光電池將近似正弦波的光強(qiáng)信號變 為同頻率的電壓信號（見 圖 610），經(jīng)光柵位移 — 數(shù)字 變換電路放大、整形、微分輸出脈沖。 除標(biāo)尺光柵固定在機(jī)床上外，光源、聚光鏡、指示光柵、光電元件和驅(qū)動線路均裝在一個殼體內(nèi)，作成一個單獨部件與工作臺一起移動，這個部件稱為光柵讀數(shù)頭，又叫光電轉(zhuǎn)換器，其作用把光柵莫爾條紋的光信號變成電信號。光電元件 （常使用硅光電池）接受透過光柵尺光強(qiáng)信號，并將其 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號。 表 61莫爾條紋移動方向與光柵移動方向及光柵夾角的關(guān)系 第三節(jié) 光柵 指 示 光 柵 轉(zhuǎn) 角 方 向 標(biāo) 尺 光 柵 移 動 方 向 莫 爾 條 紋 移 動 方 向 逆 時 針 方 向 右 → 下 ↓ 左 ← 上 ↑ 順 時 針 方 向 右 → 上 ↑ 左 ← 下 ↓ 第三節(jié) 光柵 P 1 P 2 P 3 P 4 指示光柵 標(biāo)尺光柵 硅光電池 聚光鏡 光源 圖 68 光柵測量系統(tǒng) 光柵測量系統(tǒng) 如圖 68所示，由光源、聚光鏡、光柵尺、光電元件和驅(qū)動線路組成。 三、光柵的辨向與信號處理 (應(yīng)用 ) 若標(biāo)尺光柵不動，將指示光柵轉(zhuǎn)一很小的角度，兩者移動 方向及光柵夾角關(guān)系如表 61所示。 只要通過光電元件測出莫爾條紋的數(shù)目，就可知道光柵移動了多少個柵距，工作臺移動的距離可以計算出來。 ??WWB ??sin?? 第三節(jié) 光柵 B θ W 標(biāo)尺光柵 圖 67 莫爾條紋 W θ 指示光柵 第三節(jié) 光柵 圖 67 莫爾條紋 B 標(biāo)尺光柵 第三節(jié) 光柵 第三節(jié) 光柵 2. 均化誤差作用 莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如，200條 /mm的光柵， 10mm寬的光柵就由 2023條線紋組成，這樣?xùn)啪嘀g的固有相鄰誤差就被平均化了，消除了柵距之間不均勻造成的誤差。嚴(yán)格地說，是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。在光源的照射下，交叉點附近的小區(qū)域內(nèi)黑線重疊，形成黑色條紋，其它部分為明亮條紋，這種明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。線紋之間距離相等，該間距稱為柵距，測量時它們相互平行放置，并保持 ~。短的為指示光柵或短光柵，裝在機(jī)床固定部件上。 本節(jié)著重介紹一種應(yīng)用比較廣泛的透射式直線光柵。 按用途分為物理光柵和計量光柵 ，物理光柵通常用于光
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