4.3 位置检测装置
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2012-4-29
二 旋转变压器
2. 鉴幅工作方式 给定子的两个绕组分别通以频率相同、相位相同、 给定子的两个绕组分别通以频率相同、相位相同、 幅值分别按正弦和余弦变化的交流激磁电压， 幅值分别按正弦和余弦变化的交流激磁电压，即： Vs = Vm sinα sin ωt Vc = Vm cosα sin ωt 式中： 式中：α—激磁绕组中的电气角。 激磁绕组中的电气角。 则转子上的叠加电压为： 则转子上的叠加电压为：
2012-4-29
三 旋转编码器
脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器， 脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，能把机械转角 变成电脉冲，是数控机床上使用很广泛的位置检测装置。 变成电脉冲，是数控机床上使用很广泛的位置检测装置。 脉冲编码器可分为增量式与绝对式两类。 脉冲编码器可分为增量式与绝对式两类。
（一）绝对式编码器 绝对式编码器是一种旋转式检测装置， 绝对式编码器是一种旋转式检测装置，可直接把被测转角用数 字代码表示出来，且每一个角度位置均有其对应的测量代码， 字代码表示出来，且每一个角度位置均有其对应的测量代码，它能 表示绝对位置，没有累积误差，电源切除后，位置信息不丢失，仍 表示绝对位置，没有累积误差，电源切除后，位置信息不丢失， 能读出转动角度。绝对式编码器有光电式、接触式和电磁式三种， 能读出转动角度。绝对式编码器有光电式、接触式和电磁式三种， 以接触式四位绝对编码器为例来说明其工作原理。 以接触式四位绝对编码器为例来说明其工作原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.3 技术要求和分类
（二）数字式测量和模拟式测量 1. 数字式测量 它是将被测的量以数字形式来表示， 它是将被测的量以数字形式来表示，测量信号 一般为脉冲， 一般为脉冲，可以直接把它送到数控装置进行比 处理。信号抗干扰能力强、处理简单。 较、处理。信号抗干扰能力强、处理简单。 2. 模拟量测量 它是将被测的量用连续变量来表示， 它是将被测的量用连续变量来表示，如电压变 相位变化等。 化、相位变化等。它对信号处理的方法相对来说 比较复杂。 比较复杂。
2012-4-29
4.3 技术要求和分类
（一）直接测量和间接测量 1.直接测量 直接测量 直接测量是将直线型检测装置安装在移动部件上， 直接测量是将直线型检测装置安装在移动部件上，用来直 接 测量工作台的直线位移， 测量工作台的直线位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信 而构成位置闭环控制。 号，而构成位置闭环控制。 其优点是准确性高、可靠性好， 其优点是准确性高、可靠性好，缺点是测量装置要和工作 台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。 台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。 2. 间接测量 它是将旋转型检测装置安装在驱动电机轴或滚珠丝杠上， 它是将旋转型检测装置安装在驱动电机轴或滚珠丝杠上， 通过检测转动件的角位移来间接测量机床工作台的直线位 作为半闭环伺服系统的位置反馈用。 移，作为半闭环伺服系统的位置反馈用。 优点是测量方便、无长度限制。 优点是测量方便、无长度限制。缺点是测量信号中增加了 由回转运动转变为直线运动的传动链误差， 由回转运动转变为直线运动的传动链误差，从而影响了测量 2012-4-29 精度。 精度。
s m
Vc = Vm cosωt
这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压， 这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压，如上 图所示，根据线性叠加原理， 图所示，根据线性叠加原理，转子中的感应电压应为这两个 电压的代数和： 电压的代数和： = KVm sin ωt sin θ + KVm cos ωt cosθ = KVm cos(ωt − θ ) 2012-4-29
由上式可见，转子感应电压的幅值随转子的偏转角而变化， 由上式可见，转子感应电压的幅值随转子的偏转角而变化，测 量出幅值即可求得转角。 量出幅值即可求得转角。 如果将旋转变压器装在数控机床的滚珠丝杠上，当角从0 如果将旋转变压器装在数控机床的滚珠丝杠上，当角从00 丝杠上的螺母带动工作台移动了一个导程， 到3600时，丝杠上的螺母带动工作台移动了一个导程，间接测 量了执行部件的直线位移。测量所走过的行程时， 量了执行部件的直线位移。测量所走过的行程时，可加一个计 数器，累计所转的转数，折算成位移总长度。 数器，累计所转的转数，折算成位移总长度。
2012-4-29
4.3 技术要求和分类
（三）增量式测量和绝对式测量 1.增量式测量 增量式测量 在轮廓控制数控机床上多采用这种测量方式， 在轮廓控制数控机床上多采用这种测量方式，增量式测量只测相对 位移量，如测量单位为0.001mm，则每移动 位移量，如测量单位为 ，则每移动0.001mm就发出一个脉 就发出一个脉 冲信号，其优点是测量装置较简单， 冲信号，其优点是测量装置较简单，任何一个对中点都可以作为测量 的起点，而移距是由测量信号计数累加所得，但一旦计数有误， 的起点，而移距是由测量信号计数累加所得，但一旦计数有误，以后 测量所得结果完全错误。 测量所得结果完全错误。 2.绝对式测量 绝对式测量 绝对式测量装置对于被测量的任意一点位置均由固定的零点标起， 绝对式测量装置对于被测量的任意一点位置均由固定的零点标起， 每一个被测点都有一个相应的测量值。测量装置的结构较增量式复杂， 每一个被测点都有一个相应的测量值。测量装置的结构较增量式复杂， 如编码盘中，对应于码盘的每一个角度位置便有一组二进制位数。 如编码盘中，对应于码盘的每一个角度位置便有一组二进制位数。显 分辨精度要求愈高，量程愈大，则所要求的二进制位数也愈多， 然，分辨精度要求愈高，量程愈大，则所要求的二进制位数也愈多， 结构就愈复杂。 结构就愈复杂。
2012-4-29
旋转变压器的结构
3 定子，8转子，4、7两相交流分布绕组， 定子， 转子 转子， 、 两相交流分布绕组 两相交流分布绕组， 5 一次线圈，9 二次绕组 10 定子线轴 一次线圈，
2012-4-29
二 旋转变压器
旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型工作方式， 旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型工作方式，鉴相式和鉴 幅式。鉴相式是根据感应输出电压的相位来检测位移量； 幅式。鉴相式是根据感应输出电压的相位来检测位移量；鉴幅式是根据感 应输出电压的幅值来检测位移量。 应输出电压的幅值来检测位移量。 1.鉴相工作方式 1.鉴相工作方式 给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差900的交流励磁电压， 给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差900的交流励磁电压， 900的交流励磁电压 即： V = V sin ωt
第四章 进给伺服系统
4.1 进给伺服系统的概述（1学时） 进给伺服系统的概述（ 学时 学时） 4.2 伺服电机及其调速（2学时） 伺服电机及其调速（ 学时 学时） 4.3 位置检测装置（2学时） 位置检测装置（ 学时 学时） 4.4 进给伺服系统的分析（1学时） 进给伺服系统的分析（ 学时 学时）
2012-4-29
V2 = KVs sinθ + KVc cosθ
= KVm sinωt(sinα sinθ + cosα cosθ ) = KVm cos( − θ ) sinωt α
2012-4-29
二 旋转变压器
同理，如果转子逆向转动，可得： 同理，如果转子逆向转动，可得：
V2 = KVm cos(α + θ ) sin ωt
2012-4-29
二 旋转变压器
（一）结构与工作原理 旋转变压器是一种角位移测量装置， 旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转 子组成。 子组成。 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似， 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似， 其中定子绕组作为变压器的一次侧， 其中定子绕组作为变压器的一次侧，接受励磁电 转子绕组作为变压器的二次侧， 压。转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦 合得到感应电压， 合得到感应电压，只是其输出电压大小与转子位 置有关。 置有关。 旋转变压器通过测量电动机或被测轴的转角来间 接测量工作台的位移。 接测量工作台的位移。 旋转变压器分为单极和多极形式， 旋转变压器分为单极和多极形式，先分析一下单 极工作情况。 极工作情况
iM
式中： 式中：δ—脉冲当量（mm/脉冲）； 脉冲当量（mm/脉冲）； 脉冲
S—滚珠丝杠的导程（mm）； 滚珠丝杠的导程（mm）； i—减速齿轮的减速比； 减速齿轮的减速比； M—脉冲编码器每转的脉冲数（p/r）。 脉冲编码器每转的脉冲数（p/r）。
2012-4-29
1 印刷电路板，2 光源，3 圆光栅，4 指示光栅 印刷电路板， 光源， 圆光栅， 5 光电元件，6 底座，7 护罩，8 旋转轴 光电元件， 底座， 护罩，
2012-4-29
脉冲编码的输出信号
2012-4-29
四 光栅位置测量装置
（一）结构 光栅种类较多。 光栅种类较多。根据光线在光栅中是透射还是反射分为透射光栅和反 射光栅，透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达1μm以上。 1μm以上 射光栅，透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达1μm以上。从形 状上看，又可分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移， 状上看，又可分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移，直线光 栅用于检测直线位移。两者工作原理基本相似， 栅用于检测直线位移。两者工作原理基本相似，本节着重介绍一种应用比 较广泛的透射式直线光栅。 较广泛的透射式直线光栅。 直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用， 直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用，其中长的称为标尺光栅 或长光栅，一般固定在机床移动部件上，要求与行程等长。 或长光栅，一般固定在机床移动部件上，要求与行程等长。短的为指示光 栅或短光栅，装在机床固定部件上。 栅或短光栅，装在机床固定部件上。两光栅尺是刻有均匀密集线纹的透明 玻璃片，线纹密度为25 50、100、250条/mm等 线纹之间距离相等， 25、 玻璃片，线纹密度为25、50、100、250条/mm等。线纹之间距离相等，该 间距称为栅距，测量时它们相互平行放置，并保持0.05~0.1mm的间隙。 间距称为栅距，测量时它们相互平行放置，并保持0.05~0.1mm的间隙。 0.05~0.1mm的间隙
二 旋转变压器
假如，转子转动，可得： 假如，转子转动，可得：
V2 = KVm cos(ωt + θ )
由上式可见， 由上式可见，转子输出电压的相位角和转子的偏转 角之间有严格的对应关系，这样， 角之间有严格的对应关系，这样，只要检测出转子 输出电压的相位角，就可知道转子的转角。 输出电压的相位角，就可知道转子的转角。由于旋 转变压器的转子和被测轴连接在一起，所以， 转变压器的转子和被测轴连接在一起，所以，被测 轴的角位移就知道了。 轴的角位移就知道了。
4.3 位置检测装置
一 技术要求和分类 二 旋转变压器 三 编码器 四 光栅尺
2012-4-29
4.3 技术要求和分类
位置检测装置是数控机床的重要组成部分。 位置检测装置是数控机床的重要组成部分。 在闭环、半闭环控制系统中， 在闭环、半闭环控制系统中，它的主要作用是检 测位移和速度，并发出反馈信号， 测位移和速度，并发出反馈信号，构成闭环或半 闭环控制。 闭环控制。 数控机床对位置检测装置的要求如下： 数控机床对位置检测装置的要求如下： （1）工作可靠，抗干扰能力强； ）工作可靠，抗干扰能力强； （2）满足精度和速度的要求； ）满足精度和速度的要求； （3）易于安装，维护方便，适应机床工作环境； ）易于安装，维护方便，适应机床工作环境； （4）成本低。 ）成本低。 位置检测装置按工作条件和测量要求不同， 位置检测装置按工作条件和测量要求不同， 有下面几种分类方法： 有下面几种分类方法：
2012-4-29
光电式脉冲编码器通常与电机做在一起， 光电式脉冲编码器通常与电机做在一起，或者 安装在电机非轴伸端， 安装在电机非轴伸端，电动机可直接与滚珠丝杠 相连， 的减速齿轮， 相连，或通过减速比为i的减速齿轮，然后与滚 珠丝杠相连， 珠丝杠相连，那么每个脉冲对应机床工作台移动 的距离可用下式计算： 的距离可用下式计算： S δ＝
2012-4-29
绝对式脉冲编码盘
17=131071 2
2012-4-29
十进制、 十进制、二 进制和格雷 码比较
2012-4-29
三 旋转编码器
（二）增量式脉冲编码器 增量式脉冲编码器分光电式、 增量式脉冲编码器分光电式、接触式和电 磁感应式三种。就精度和可靠性来讲， 磁感应式三种。就精度和可靠性来讲，光电式 脉冲编码器优于其它两种， 脉冲编码器优于其它两种，它的型号是用脉冲 p/r）来区分，数控机床常用2000 2000、 数/转（p/r）来区分，数控机床常用2000、 2500、3000p/r等 现在已有每转发10 10万个脉 2500、3000p/r等，现在已有每转发10万个脉 冲的脉冲编码器。 冲的脉冲编码器。脉冲编码器除用于角度检测 还可以用于速度检测。 外，还可以用于速度检测。
二 旋转变压器
2. 鉴幅工作方式 给定子的两个绕组分别通以频率相同、相位相同、 给定子的两个绕组分别通以频率相同、相位相同、 幅值分别按正弦和余弦变化的交流激磁电压， 幅值分别按正弦和余弦变化的交流激磁电压，即： Vs = Vm sinα sin ωt Vc = Vm cosα sin ωt 式中： 式中：α—激磁绕组中的电气角。 激磁绕组中的电气角。 则转子上的叠加电压为： 则转子上的叠加电压为：
2012-4-29
三 旋转编码器
脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器， 脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，能把机械转角 变成电脉冲，是数控机床上使用很广泛的位置检测装置。 变成电脉冲，是数控机床上使用很广泛的位置检测装置。 脉冲编码器可分为增量式与绝对式两类。 脉冲编码器可分为增量式与绝对式两类。
（一）绝对式编码器 绝对式编码器是一种旋转式检测装置， 绝对式编码器是一种旋转式检测装置，可直接把被测转角用数 字代码表示出来，且每一个角度位置均有其对应的测量代码， 字代码表示出来，且每一个角度位置均有其对应的测量代码，它能 表示绝对位置，没有累积误差，电源切除后，位置信息不丢失，仍 表示绝对位置，没有累积误差，电源切除后，位置信息不丢失， 能读出转动角度。绝对式编码器有光电式、接触式和电磁式三种， 能读出转动角度。绝对式编码器有光电式、接触式和电磁式三种， 以接触式四位绝对编码器为例来说明其工作原理。 以接触式四位绝对编码器为例来说明其工作原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.3 技术要求和分类
（二）数字式测量和模拟式测量 1. 数字式测量 它是将被测的量以数字形式来表示， 它是将被测的量以数字形式来表示，测量信号 一般为脉冲， 一般为脉冲，可以直接把它送到数控装置进行比 处理。信号抗干扰能力强、处理简单。 较、处理。信号抗干扰能力强、处理简单。 2. 模拟量测量 它是将被测的量用连续变量来表示， 它是将被测的量用连续变量来表示，如电压变 相位变化等。 化、相位变化等。它对信号处理的方法相对来说 比较复杂。 比较复杂。
2012-4-29
4.3 技术要求和分类
（一）直接测量和间接测量 1.直接测量 直接测量 直接测量是将直线型检测装置安装在移动部件上， 直接测量是将直线型检测装置安装在移动部件上，用来直 接 测量工作台的直线位移， 测量工作台的直线位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信 而构成位置闭环控制。 号，而构成位置闭环控制。 其优点是准确性高、可靠性好， 其优点是准确性高、可靠性好，缺点是测量装置要和工作 台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。 台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。 2. 间接测量 它是将旋转型检测装置安装在驱动电机轴或滚珠丝杠上， 它是将旋转型检测装置安装在驱动电机轴或滚珠丝杠上， 通过检测转动件的角位移来间接测量机床工作台的直线位 作为半闭环伺服系统的位置反馈用。 移，作为半闭环伺服系统的位置反馈用。 优点是测量方便、无长度限制。 优点是测量方便、无长度限制。缺点是测量信号中增加了 由回转运动转变为直线运动的传动链误差， 由回转运动转变为直线运动的传动链误差，从而影响了测量 2012-4-29 精度。 精度。
s m
Vc = Vm cosωt
这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压， 这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压，如上 图所示，根据线性叠加原理， 图所示，根据线性叠加原理，转子中的感应电压应为这两个 电压的代数和： 电压的代数和： = KVm sin ωt sin θ + KVm cos ωt cosθ = KVm cos(ωt − θ ) 2012-4-29
由上式可见，转子感应电压的幅值随转子的偏转角而变化， 由上式可见，转子感应电压的幅值随转子的偏转角而变化，测 量出幅值即可求得转角。 量出幅值即可求得转角。 如果将旋转变压器装在数控机床的滚珠丝杠上，当角从0 如果将旋转变压器装在数控机床的滚珠丝杠上，当角从00 丝杠上的螺母带动工作台移动了一个导程， 到3600时，丝杠上的螺母带动工作台移动了一个导程，间接测 量了执行部件的直线位移。测量所走过的行程时， 量了执行部件的直线位移。测量所走过的行程时，可加一个计 数器，累计所转的转数，折算成位移总长度。 数器，累计所转的转数，折算成位移总长度。
2012-4-29
4.3 技术要求和分类
（三）增量式测量和绝对式测量 1.增量式测量 增量式测量 在轮廓控制数控机床上多采用这种测量方式， 在轮廓控制数控机床上多采用这种测量方式，增量式测量只测相对 位移量，如测量单位为0.001mm，则每移动 位移量，如测量单位为 ，则每移动0.001mm就发出一个脉 就发出一个脉 冲信号，其优点是测量装置较简单， 冲信号，其优点是测量装置较简单，任何一个对中点都可以作为测量 的起点，而移距是由测量信号计数累加所得，但一旦计数有误， 的起点，而移距是由测量信号计数累加所得，但一旦计数有误，以后 测量所得结果完全错误。 测量所得结果完全错误。 2.绝对式测量 绝对式测量 绝对式测量装置对于被测量的任意一点位置均由固定的零点标起， 绝对式测量装置对于被测量的任意一点位置均由固定的零点标起， 每一个被测点都有一个相应的测量值。测量装置的结构较增量式复杂， 每一个被测点都有一个相应的测量值。测量装置的结构较增量式复杂， 如编码盘中，对应于码盘的每一个角度位置便有一组二进制位数。 如编码盘中，对应于码盘的每一个角度位置便有一组二进制位数。显 分辨精度要求愈高，量程愈大，则所要求的二进制位数也愈多， 然，分辨精度要求愈高，量程愈大，则所要求的二进制位数也愈多， 结构就愈复杂。 结构就愈复杂。
2012-4-29
旋转变压器的结构
3 定子，8转子，4、7两相交流分布绕组， 定子， 转子 转子， 、 两相交流分布绕组 两相交流分布绕组， 5 一次线圈，9 二次绕组 10 定子线轴 一次线圈，
2012-4-29
二 旋转变压器
旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型工作方式， 旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型工作方式，鉴相式和鉴 幅式。鉴相式是根据感应输出电压的相位来检测位移量； 幅式。鉴相式是根据感应输出电压的相位来检测位移量；鉴幅式是根据感 应输出电压的幅值来检测位移量。 应输出电压的幅值来检测位移量。 1.鉴相工作方式 1.鉴相工作方式 给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差900的交流励磁电压， 给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差900的交流励磁电压， 900的交流励磁电压 即： V = V sin ωt
第四章 进给伺服系统
4.1 进给伺服系统的概述（1学时） 进给伺服系统的概述（ 学时 学时） 4.2 伺服电机及其调速（2学时） 伺服电机及其调速（ 学时 学时） 4.3 位置检测装置（2学时） 位置检测装置（ 学时 学时） 4.4 进给伺服系统的分析（1学时） 进给伺服系统的分析（ 学时 学时）
2012-4-29
V2 = KVs sinθ + KVc cosθ
= KVm sinωt(sinα sinθ + cosα cosθ ) = KVm cos( − θ ) sinωt α
2012-4-29
二 旋转变压器
同理，如果转子逆向转动，可得： 同理，如果转子逆向转动，可得：
V2 = KVm cos(α + θ ) sin ωt
2012-4-29
二 旋转变压器
（一）结构与工作原理 旋转变压器是一种角位移测量装置， 旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转 子组成。 子组成。 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似， 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似， 其中定子绕组作为变压器的一次侧， 其中定子绕组作为变压器的一次侧，接受励磁电 转子绕组作为变压器的二次侧， 压。转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦 合得到感应电压， 合得到感应电压，只是其输出电压大小与转子位 置有关。 置有关。 旋转变压器通过测量电动机或被测轴的转角来间 接测量工作台的位移。 接测量工作台的位移。 旋转变压器分为单极和多极形式， 旋转变压器分为单极和多极形式，先分析一下单 极工作情况。 极工作情况
iM
式中： 式中：δ—脉冲当量（mm/脉冲）； 脉冲当量（mm/脉冲）； 脉冲
S—滚珠丝杠的导程（mm）； 滚珠丝杠的导程（mm）； i—减速齿轮的减速比； 减速齿轮的减速比； M—脉冲编码器每转的脉冲数（p/r）。 脉冲编码器每转的脉冲数（p/r）。
2012-4-29
1 印刷电路板，2 光源，3 圆光栅，4 指示光栅 印刷电路板， 光源， 圆光栅， 5 光电元件，6 底座，7 护罩，8 旋转轴 光电元件， 底座， 护罩，
2012-4-29
脉冲编码的输出信号
2012-4-29
四 光栅位置测量装置
（一）结构 光栅种类较多。 光栅种类较多。根据光线在光栅中是透射还是反射分为透射光栅和反 射光栅，透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达1μm以上。 1μm以上 射光栅，透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达1μm以上。从形 状上看，又可分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移， 状上看，又可分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移，直线光 栅用于检测直线位移。两者工作原理基本相似， 栅用于检测直线位移。两者工作原理基本相似，本节着重介绍一种应用比 较广泛的透射式直线光栅。 较广泛的透射式直线光栅。 直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用， 直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用，其中长的称为标尺光栅 或长光栅，一般固定在机床移动部件上，要求与行程等长。 或长光栅，一般固定在机床移动部件上，要求与行程等长。短的为指示光 栅或短光栅，装在机床固定部件上。 栅或短光栅，装在机床固定部件上。两光栅尺是刻有均匀密集线纹的透明 玻璃片，线纹密度为25 50、100、250条/mm等 线纹之间距离相等， 25、 玻璃片，线纹密度为25、50、100、250条/mm等。线纹之间距离相等，该 间距称为栅距，测量时它们相互平行放置，并保持0.05~0.1mm的间隙。 间距称为栅距，测量时它们相互平行放置，并保持0.05~0.1mm的间隙。 0.05~0.1mm的间隙
二 旋转变压器
假如，转子转动，可得： 假如，转子转动，可得：
V2 = KVm cos(ωt + θ )
由上式可见， 由上式可见，转子输出电压的相位角和转子的偏转 角之间有严格的对应关系，这样， 角之间有严格的对应关系，这样，只要检测出转子 输出电压的相位角，就可知道转子的转角。 输出电压的相位角，就可知道转子的转角。由于旋 转变压器的转子和被测轴连接在一起，所以， 转变压器的转子和被测轴连接在一起，所以，被测 轴的角位移就知道了。 轴的角位移就知道了。
4.3 位置检测装置
一 技术要求和分类 二 旋转变压器 三 编码器 四 光栅尺
2012-4-29
4.3 技术要求和分类
位置检测装置是数控机床的重要组成部分。 位置检测装置是数控机床的重要组成部分。 在闭环、半闭环控制系统中， 在闭环、半闭环控制系统中，它的主要作用是检 测位移和速度，并发出反馈信号， 测位移和速度，并发出反馈信号，构成闭环或半 闭环控制。 闭环控制。 数控机床对位置检测装置的要求如下： 数控机床对位置检测装置的要求如下： （1）工作可靠，抗干扰能力强； ）工作可靠，抗干扰能力强； （2）满足精度和速度的要求； ）满足精度和速度的要求； （3）易于安装，维护方便，适应机床工作环境； ）易于安装，维护方便，适应机床工作环境； （4）成本低。 ）成本低。 位置检测装置按工作条件和测量要求不同， 位置检测装置按工作条件和测量要求不同， 有下面几种分类方法： 有下面几种分类方法：
2012-4-29
光电式脉冲编码器通常与电机做在一起， 光电式脉冲编码器通常与电机做在一起，或者 安装在电机非轴伸端， 安装在电机非轴伸端，电动机可直接与滚珠丝杠 相连， 的减速齿轮， 相连，或通过减速比为i的减速齿轮，然后与滚 珠丝杠相连， 珠丝杠相连，那么每个脉冲对应机床工作台移动 的距离可用下式计算： 的距离可用下式计算： S δ＝
2012-4-29
绝对式脉冲编码盘
17=131071 2
2012-4-29
十进制、 十进制、二 进制和格雷 码比较
2012-4-29
三 旋转编码器
（二）增量式脉冲编码器 增量式脉冲编码器分光电式、 增量式脉冲编码器分光电式、接触式和电 磁感应式三种。就精度和可靠性来讲， 磁感应式三种。就精度和可靠性来讲，光电式 脉冲编码器优于其它两种， 脉冲编码器优于其它两种，它的型号是用脉冲 p/r）来区分，数控机床常用2000 2000、 数/转（p/r）来区分，数控机床常用2000、 2500、3000p/r等 现在已有每转发10 10万个脉 2500、3000p/r等，现在已有每转发10万个脉 冲的脉冲编码器。 冲的脉冲编码器。脉冲编码器除用于角度检测 还可以用于速度检测。 外，还可以用于速度检测。