數(shù)控機(jī)床6數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)系統(tǒng)-閱讀頁
2025-06-03 21:44本頁面
【正文】 () tuu mA ?s in?tuu mB ?c o s? 將式 （ ） 和式 ()代入式 ()得 （ ） 由于電磁耦合系數(shù) K以及勵(lì)磁電壓的幅值和頻率均不變 ， 定尺的感應(yīng)電勢(shì) e只與角度 有關(guān) 。因此，只要測(cè)得感應(yīng)電勢(shì)的相對(duì)，就可推算滑尺和定尺相對(duì)移動(dòng)的距離，進(jìn)而測(cè)得運(yùn)動(dòng)部件的距離。 圖 69是數(shù)字式感 應(yīng)同步器鑒相式測(cè)量電路的方框圖 。 定尺上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì) e， 經(jīng)前置放大整形后變?yōu)榉讲?， 并和參考信號(hào)方波送入鑒相器 。 相位信號(hào)經(jīng)相位 /脈沖變換電路后產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖及方向信號(hào) 。 用感應(yīng)同步器測(cè)量位移，其特點(diǎn)是量程范圍較寬，若用多個(gè)定尺連接起來，量程可達(dá)數(shù)米，分辨率也較高，可達(dá) 1um。用于位移測(cè)量的光柵稱為計(jì)量光柵，按照光路可分為透射光柵和反射光柵。圖 610為透射光柵的示意圖，圖中 a為刻線寬度， b為縫隙寬度， a＋ b=w稱為光柵的柵距，通常情況下 a= 100、 50、 25和 10線。標(biāo)尺光柵的有效長(zhǎng)度即為測(cè)量范圍（標(biāo)尺光柵還可接長(zhǎng)來擴(kuò)大測(cè)量范圍）。使用時(shí)兩片光柵相互重疊，兩者相距一個(gè)微小的距離 d， 使其中一片固定，另一片隨著被測(cè)物體移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。當(dāng)指示光柵和標(biāo)尺光柵的線紋相交一個(gè)微小夾角時(shí)，由于擋光效應(yīng)（對(duì)線紋密度 ≤50 條 /mm的光柵）或光的衍射作用（對(duì)線紋密度≥100 條 /mm的光柵），在光柵線紋大致垂直的方向上，產(chǎn)生明暗相間的條紋，這些條紋稱為 “ 莫爾條紋 ” ，如圖 611所示。當(dāng)指示光柵和標(biāo)尺光柵的線紋相交一個(gè)微小夾角時(shí)，由于擋光效應(yīng)（對(duì)線紋密度 ≤50 條 /mm的光柵）或光的衍射作用（對(duì)線紋密度≥100 條 /mm的光柵），在光柵線紋大致垂直的方向上，產(chǎn)生明暗相間的條紋，這些條紋稱為 “ 莫爾條紋 ” ，如圖 611所示。兩光柵相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距 W時(shí)，莫爾條紋也同步移動(dòng)一個(gè)間距 BH， 固定點(diǎn)上的光強(qiáng)則變化一周，而且在光柵反向移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋的移動(dòng)方向也隨之反向。 ? 莫爾條紋由光柵的大量刻線共同形成，對(duì)線紋的刻劃誤差有平均抵消作用。 若用光電元件接收莫爾條紋移動(dòng)時(shí)光強(qiáng)的變化 ， 則將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)（ 電壓或電流 ） 輸出 ， 輸出的幅值可用光柵位移量 X的余弦函數(shù)表示 。 對(duì)整形 、 判向 、 可逆計(jì)數(shù)器在第一節(jié) 、 第二節(jié)中已敘述過 。光柵的測(cè)量范圍大（幾乎不受限制），動(dòng)態(tài)范圍寬且易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)量和自動(dòng)控制。其缺點(diǎn)是對(duì)使用環(huán)境要求較高，在現(xiàn)場(chǎng)使用要求密封，以防止油污、灰塵、鐵屑等的污染。 當(dāng)以一定頻率 （ 一般為 400HZ或更高 ） 的交流電壓加于勵(lì)磁繞組時(shí) ， 輸出線阻的電壓幅值與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角成正弦 、 余弦函數(shù)關(guān)系 ， 或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系 。 旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與繞線式異步電動(dòng)機(jī)相似，一般做成兩極電機(jī)的形式。在轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)輸出繞組 —— 正弦輸出繞組和余弦輸出繞組，這兩個(gè)繞組的軸線也互成（圖 612）。 這時(shí) ， 輸出電壓就有一定的變化 。 線形旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)際上也是正 、 余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 ， 不同的是線形旋轉(zhuǎn)變壓器采用了特定的變壓比 Ke 和接線方式 （ 圖 ） ， 這樣使得在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi) （ 一般為 ） ， 其輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 成線形關(guān)系 。 如取 Ke=， 非線性不超過 ， 則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角范圍可達(dá) ， 在此范圍內(nèi) ， 輸出電壓與 轉(zhuǎn)角呈線性關(guān)系 （ 圖 613） 。按不同的讀數(shù)方法，可分為絕對(duì)碼盤和增量碼盤兩種；按其不同的工作原理，又可分為接觸式、光電式和電磁式等幾種。被測(cè)軸插入編碼器的轉(zhuǎn)子 3的孔中，并用 法蘭 5將編碼器固定到軸 4的端蓋上，旋緊轉(zhuǎn)子 11中的螺釘后，轉(zhuǎn)子即帶動(dòng)固定在它上面的玻璃刻線盤 1一起旋轉(zhuǎn)?？叹€盤上均勻地刻有許多徑向直線，刻線的寬度和兩根刻線之間的間隔寬度基本相同。掃描刻線板 9上沿徑向有 4個(gè)小的刻線區(qū)，每個(gè)小的刻線區(qū)刻線情況與刻線盤 1相同。燈泡 6發(fā)出的光線經(jīng)透鏡 8投射到掃描刻線板和刻線盤上，當(dāng)刻線盤上的刻線正好轉(zhuǎn)到與掃描刻線板上的間隙相對(duì)時(shí)，光線被全部遮蔽，如果在刻線盤的背后放一個(gè)光屏，光屏上出現(xiàn)一個(gè)暗區(qū)。投射光線可通過兩個(gè)間隙區(qū)到達(dá)光屏上，形成明區(qū)?？叹€盤每旋轉(zhuǎn)一個(gè)刻線周期，光電元件的輸出信號(hào)強(qiáng)、弱交替一次。其變化規(guī)律與前述光柵輸出信號(hào)相同。為了得到轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)數(shù)，在掃描刻線板和刻線盤上再加刻一個(gè)刻線情況相同的參考標(biāo)志刻線區(qū)。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一圈，它發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，可用來計(jì)數(shù)軸的轉(zhuǎn)數(shù)。不難理解這種編碼的最小可分辨角度（又稱為測(cè)量步幅），是兩個(gè)方波系列相鄰的兩個(gè)前沿或后沿之間所對(duì)應(yīng)的角度，即 1/4刻線周期。au 239。au 239。所以測(cè)量步幅可達(dá)
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