32位移检测装置,旋转变压器,感应同步器,光栅位移传感器,磁栅位移传感器

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光栅尺位移传感器原理

光栅尺位移传感器原理
光栅尺位移传感器是一种常用的测量设备，其工作原理基于光的干涉原理。

该传感器由一对平行的光栅组成，一个光栅作为参考，另一个光栅与被测物体相连，用于测量物体的位移。

当光经过两个光栅之间的空隙时，光波会发生干涉。

依据干涉原理，当两束波长相同、频率相同的光线相遇时，它们会相互干涉产生干涉条纹。

根据干涉条纹的间距变化，可以推测出物体的位移。

当物体发生位移时，连接在物体上的光栅也会随之移动。

这会导致光栅间的间距发生变化，从而改变干涉条纹的间距。

传感器通过检测干涉条纹的间距变化，可以准确测量物体的位移。

为了检测干涉条纹的变化，传感器通常使用光电检测器来接收通过光栅传递的光信号，并将其转换为电信号。

经过放大和处理后，电信号可以被转化为数字信号，从而实现对位移的测量。

光栅尺位移传感器具有高精度、高分辨率和良好的稳定性等优点，因此在许多领域中得到广泛应用。

例如，它常用于机械加工、自动化控制、精密测量等领域，用于准确测量物体的位移和运动状态。

数控机床位置检测与传感器件1位置传感器件主要分类1

第五部分数控机床位置检测与传感器件1.位置传感器件主要分类(1)直线和角位移传感器:a.直线位移传感器直线位移传感器用于测量工作台的位移，通常装在工作台侧面。

为了使传感器的热膨胀系数与机床床身的相同，要选择传感器的材料，否则会影响测量的准确性。

直线位移传感器还要避免油雾、冷却液和切屑等的污染。

b.角位移传感器是用来测量传动轴的角度位移的。

用角位移传感器测量直线位移时，要求它的测量值与工作台的直线位移有一定的对应关系，通常是将角位移传感器装在带动工作台移动的丝杠的端部。

位移传感器的输出只有两种形式，即模拟式或数字式；直线或角位移传感器也可能是绝对、半绝对或增量位移传感器。

(2)模拟式和数字式位移传感器:模拟传感器——传感器输出信号的强度产生连续的、逐渐的变化。

数字位移传感器——工作台位置变化时，位移传感器以电脉冲的形式产生一个数字式输出信号。

根据机床的最小设定单位，每移动相应的距离就产生一个脉冲。

(3)绝对、半绝对及增量位移传感器:绝对、增量传感器产生的信号，前者是一个绝对的位置数据.后者是相对于上一个位置的增最(相对)数据。

半绝对位移传感器大部分使用绝对角位移传感器测量丝杠的角位移，为了得到工作台的直线位移，需要采用一些附加的方法测定丝杠旋转的圈数。

2.精度的概念精度和分辨率是描述传感器件性能的重要指标。

传感器件的测量精度是其可以一致的、重复测出的最小单位；分辨率是指传感器件能辨别的一个物理量等分后的最小单位。

无论是直线位移传感器还是角位移传感器，精度都是指其测量工作台位移的精度，而不是传感器的分辨率。

另一方面，测量的精度并非工件的加工精度，工件的加工精度受很多因素的影响。

3.光栅位移检测装置光栅位移传感器基于莫尔条纹和光电效应将位移信号转变为电信号，有直线光栅和困光栅两种类型。

光栅位移检测装置的测量精度高，在大量程测长方面其精度仅低于激光式的测量精度；而对要求整困范围内高分辨率的困分度测量来说，光栅式测量装置是精度最高的一种。

数控机床控制系统中的传感器介绍

数控机床控制系统中得传感器介绍摘要：由于高精度、高速度、高效率及安全可靠得特点，数控系统在装备制造业中得应用越来越广泛,数控机床就是一种装有程序控制系统得自动化机床，能够根据已编好得程序，使机床动作并加工零件。

它综合了机械、自动化、计算机、测量等最新技术,使用了多种传感器，本文从位移、位置、速度、压力、温度以及刀具磨损监控等方面论述了在数控机床控制系统中用到得传感器。

１、数控系统简介数控系统也称为计算机数控系统（CNC),就是用计算机控制加工功能,实现数值控制得系统。

数控系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置（ＣＮＣ装置）、可编程逻辑控制器、主轴驱动装置与进给(伺服)驱动装置（包括检测装置）等组成。

由于使用了计算机,系统具有了软件功能，又用PLC代替了传统得机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂得数控功能,使用、维护也方便,并具有与上位机连接及进行远程通信得功能.该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其她符号指令规定得程序，并将其译码,从而使机床动作并加工零件。

它综合了机械、自动化、计算机、测量、等新技术，使用了多种传感器 ,本文介绍得就是数控系统中各个部分所用到得传感器。

2、传感器简介传感器就是一种能承受规定得被测量,能够把被测量（如物理量、化学量、生物量等)变换为另一种与之有确定对应关系并且容易测量得量（通常为电学量)得装置。

它就是一种获得信息得重要手段，它所获得信息得正确与否,关系到整个检测系统得精度，因而在非电量检测系统中占有重要地位。

传感器得原理各种各样,其种类十分繁多，分类标准不一样,叫法也不一样.常见得有电阻传感器、电感式传感器、电容式传感器、温度传感器等.作为应用在数控系统中得传感器应满足以下一些要求:(1）传感器应该具有比较高得可靠性与较强得抗干扰性.（２）传感器应该满足数控机床在加工上得精度与速度得要求。

(3）传感器在使用时应该具有维护方便、适合机床运行环境得特点。

东北大学19春学期《数控机床与编程》在线作业123答案

19春学期《数控机床与编程》在线作业1刀具指令T1002表示（）。

A.刀号为1，补偿号为002B.刀号为100，补偿号为2C.刀号为10，补偿号为02D.刀号为1002，补偿号为0正确答案:C设H01=6mm，则G91G43G01Z15.0；执行后的实际移动量为（）。

A.9mmB.21mmC.15mmD.18mm正确答案:B步进电机驱动控制采用加/减速方式,有利于()A.防止步进电机失步B.防止机床机械共振C.改善步进电机低频特性D.增大步进电机的步距角正确答案:C确定数控机床坐标轴时，一般应先确定（）。

A.X轴B.Y轴C.Z轴D.A轴正确答案:C确定机床坐标系时，一般（）。

A.采用笛卡尔坐标系B.采用极坐标系C.用左手判断D.先确定X、Y轴，再确定Z轴正确答案:A数控机床加工零件时是由（）来控制的。

A.数控系统B.操作者C.伺服系统D.检测系统正确答案:A绕X轴旋转的回转运动坐标轴是（）A.A轴B.B轴C.Z轴D.C轴正确答案:A数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（）。

A.传动精度B.运动精度和刚度C.快速响应性能和运动精度D.传动精度和刚度正确答案:C机床数控系统是一种()A.电流控制系统B.速度控制系统C.位置控制系统D.压力控制系统正确答案:C逐点比较插补法的插补流程是（）。

A.偏差计算偏差判别进给终点判别B.终点判别进给偏差计算偏差判别C.偏差判别进给偏差计算终点判别D.终点判别进给偏差判别偏差计算步进电动机多相通电可以()A.减小步距角B.提高电动机转速C.增大步距角D.往往能提高输出转矩正确答案:A数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和（）。

A.进给机构B.液压系统C.冷却系统D.气动系统正确答案:A影响数控车床加工精度的因素很多，要提高加工工件的质量，有很多措施，但（）不能提高加工精度。

A.将绝对编程改为增量编程B.正确选择车刀类型C.控制刀尖中心高误差D.减少刀尖圆弧半径对加工的影响正确答案:A测量与反馈装置的作用是为了提高机床的（）A.定位精度、加工精度B.使用寿命C.安全性D.灵活性正确答案:A半闭环控制系统的传感器装在()A.电机轴或丝杠轴端B.机床工作台上C.刀具上正确答案:A只需根据零件图样进行编程，而不必考虑是刀具运动还是工件运动。

位移传感器

传感器实质是一个输出电压的变压器。当变压器初级线圈输入稳定交流电压后，次级线圈便产生感应电压输出，该电压随被测量的变化而变化。
差动变压器式电感传感器是常用的互感型传感器，其结构形式有多种，以螺管形应用较为普遍，其结构及工作原理如图3-7（a）、（b）所示。传感器主要由线圈、铁心和活动衔铁三个部分组成。线圈包括一个初级线圈和两个反接的次级线圈，当初级线圈输入交流激励电压时，次级线圈将产生感应电动势e1和e2。由于两个次级线圈极性反接，因此传感器的输出电压为两者之差，即ey=e1-e2。活动衔铁能改变线圈之间的耦合程度。输出ey的大小随活动衔铁的位置而变。当活动衔铁的位置居中时，即e1=e2，ey=0；当活动衔铁向上移时，即e1> e2 ， ey>0；当活动衔铁向下移时，即e1< e2 ，ey<0。活动衔铁的位置往复变化，其输出电压ey，也随之变化，输出特性如图3-7（c）所示。
2. 数字式位移传感器数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同
特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲
就可以统计位移的尺寸。下面主要以光栅传感器和感应同步器来介绍数字式传感器的工作原理。 1）光栅位移传感器
光栅是一种新型的位移检测元件，有圆光栅和直线光栅两种。它的特点是测量精确高（可达±1um）、响应速度快和量程范围大（一般为1—2m，连接使用可达到10m）等。
光栅由标尺光栅和指示光栅组成，两者的光刻密度相同，但体长相差很多，其结构如图3-8所示。
光栅条纹密度一般为每毫米25，50，100，250条等。把指示光栅平行地放在标尺光栅上面，并且使它们的刻线相互倾斜一个很小的角度，这时在指示光栅上就出现几条较粗的明暗条纹，称为莫尔条纹。

位移传感器的应用原理

位移传感器的应用原理1. 什么是位移传感器位移传感器（Displacement Sensor），也称为位移检测器（Displacement Detector），是一种用于测量目标物体或系统位置变化的设备。

它能够将物体的位移转化为电信号输出，实现对位移变化的监测和测量。

2. 位移传感器的工作原理位移传感器的工作原理可以分为以下几种类型：2.1 电压型位移传感器电压型位移传感器是基于电容或电感原理工作的。

当物体的位移发生变化时，电容或电感的量值也随之变化，进而产生电压信号的变化。

通过测量电压信号的变化，可以确定位移的大小。

2.2 光电型位移传感器光电型位移传感器基于光学原理，通过测量反射光或透射光的变化来确定位移的大小。

当物体位移时，反射或透射光的强度也会发生变化，传感器通过测量光强信号的变化来计算位移大小。

2.3 磁电型位移传感器磁电型位移传感器是基于磁敏材料的磁电效应原理工作的。

通过测量物体位移时磁场的变化来确定位移的大小。

当物体位移时，磁场也会发生变化，传感器通过测量磁场信号的变化来计算位移大小。

2.4 弹性元件型位移传感器弹性元件型位移传感器使用弹性元件（如弹簧、弹片等）作为测量原理。

当物体位移时，弹性元件会产生变形，测量变形的大小可以确定位移的大小。

3. 位移传感器的应用位移传感器具有广泛的应用领域，常见的应用包括但不限于以下几个方面：3.1 工业自动化领域在工业自动化领域中，位移传感器常用于测量机械设备的位置变化、控制部件的运动轨迹等。

通过位移传感器的信号，可以实现对机械设备的精密控制和监测。

3.2 汽车制造领域在汽车制造领域，位移传感器被广泛应用于测量车辆悬挂系统的运动、发动机的位移、制动和油门的位置等。

通过位移传感器的数据，可以为汽车制造商提供关键的运动参数，用于改进汽车性能和安全性。

3.3 医疗仪器领域在医疗仪器领域，位移传感器常用于测量和监测器械的位置和运动，如手术机器人的操作臂、心脏起搏器的位置等。

2021-2022(2)机电一体化技术考试试卷D附答案

********《机电一体化技术》期末考试试卷D 2021—2022学年第二学期班级姓名学号座号---------------------------------------密-----------------------------------封-------------------------------------线---------------------------------------姓名学号座号---------------------------------------密-----------------------------------封-------------------------------------线---------------------------------------姓名学号座号---------------------------------------密-----------------------------------封-------------------------------------线---------------------------------------五、论述综合分析设计题（共20分）图5-1为YL-335B自动线装配单元结构简图, 该机构中料台由步进电动机带动，可实现如下控制功能，当系统上电后料台回到原点（光电传感器4检测确定），按下启动按钮，料台旋转180度进入待装配区，2秒后继续旋转180度，回到原点；按下停止按钮，料台停止运动，回原点。

部分电气原理图如图5-2所示，PLC的I/O分配表如表5-1；步进电机驱动器细分表如表5-2。

图5-1 自动线装配单元结构表5-1 部分PLC I/O分配表输入地址功能输出地址功能I2.5 启动Q0.0 脉冲I2.4 停止/复位Q0.2 方向符号I0.0原点（光电传感器4）表5-2 部分细分设置表细分步数DIP1 DIP2 DIP3 2000 OFF ON ON4000 OFF ON OFF5000 OFF OFF ON10000 OFF OFF OFF1. 完善电气接线原理图5-2。

机电一体化系统习题答案

机电一体化系统习题答案第一章思考与练习题一一. 名词解释1.机电一体化机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。

二. 简答题1. 机电一体化系统的组成部分主要分为哪几种？答：机电一体化系统主要分为：机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、控制性处理单元以及接口等部分组成。

2. 接口技术的作用？答：是系统中各单元和环节之间进行物质、能量和信息交换的连接界面，是外设和数控装置之间的桥梁。

其功能为：变换、放大和传递。

第二章思考题1一．名词解释1. 误差：是对某一特定的物理量进行度量时，所测得数值与真值得差值。

2. 准确度：通常用来反映系统的测量值与真值的近似程度，反映了系统误差的大小；精密度：是从随机误差的角度来反映系统的测量值与真值的近似程度；精确度则是系统误差和随机误差的综合反映。

3. 传动精度：是指机械传动链单向传动时，其输入端与输出端瞬时传动比的实际值与理论值之差。

4. 装配精度：是是指不同零件或不见按照特定要求组装成具有一定功能的综合精度，包括零件或不见的相对位置精度、运动精度、接触精度。

5. 机床加工精度：是一项综合型精度指标，即指机床在加工工件时所能达到的精确度。

6. 机床定位精度：是指机床或仪器主要部件在运动终点所能达到的实际位置的精度。

(是一个具有综合性质的精度指标，其定位形式大致可分为手动定位、自动间歇定位和连续定位三种形式。

)二.简答题1.机械系统在机电一体化中的作用？答：机械系统在机电一体化中起着传递功率、支撑、连接、执行的功能。

2.机床精度与机床加工精度有什么不同？（判断）答：二者的概念之间有一定的区别，机床加工精度是指在加工时体现出来的精度，与机床设备本身使用的时间年限、加工时的切削力、环境温度等都有关系，而机床精度所描述的是机床的原始精度，不考虑上述这些情况。

4. 什么是六点定位原理？答：任何一个物体在三维空间中，相对三个互相垂直的坐标系OXYZ 来说，都有六个自由度，即沿X 、Y 、Z 三个坐标轴的移动，以z y x 、、表示，及绕着X 、Y 、Z 轴的转动，用z y、、x 表示，如图所示。

传感器简答题

1.简述压电式加速度传感器和压电式力传感器在基本结构上的不同点。

答：压电式加速度传感器有一惯性质量块，并通过弹簧压在压电元件上，感受了被测振动的质量块产生的惯性力，使得压电元件受力变形。

压电式力传感器，被测力通过传力元件实现测量，不需要惯性质量块。

2.涡流式位移传感器的涡流大小与哪些参数有关？答：（1）线圈激励电源的频率与幅值。

（2）线圈的几何参数，如匝数、半径等。

（3）金属导体的电阻率、磁导率、厚度等。

（4）线圈与金属导体的距离。

3.图示为电感式压力传感器原理图，图中p为被测压力试说明其工作原理。

答：（1）压力p作用时，膜片变形产生位移，且位移与压力成正比。

（2）膜片与铁芯的距离变化，导致线圈的电感发生变化，电感变化量与输入压力成正比。

4.简述金属热电阻的测温机理。

答：金属导体通过自由电子导电，而导电的实质是电子的定向运动过程。

当温度升高时，金属导体中的自由电子获得了更多的能量，因此使自由电子进行定向运动所需要的电能将增大，导电率减弱，电阻率增大。

反之当温度降低时，导电率增强，电阻率减小。

5.人工视觉系统图像输出装置大致分为哪两类？（1）一类是软拷贝。

（2）另一类是硬拷贝。

6.试回答与干扰有关的下列问题(1)什么是噪声？(2)形成干扰的条件是什么？答：（1）噪声定义为：在一有用频带内任何不希望的干扰或任何不希望的信号。

（2）形成干扰的三个条件为：干扰源、干扰的耦合通道、干扰的接收通道。

7．用框图表示传感器的组成原理，并简要说明各部分的作用。

答：框图如下所示：敏感元件感受被测物理量，且以确定关系输出另一个物理量；转换元件是将敏感元件输出的非电量转换为电路参数及电流或电压信号；基本转换电路将电信号转换为便于传输、处理的电量。

8．在光栅式位移传感器中，光路系统选择的依据是什么?有哪几种光路系统?答：光路系统应根据传感器中所采用的光栅的形式来选择。

光路系统有透射式光路和反射式光路。

9．说明人工视觉系统中图像处理部分的作用。

自考-传感器重要内容总结1

传感器是能感受规定被测量并根据肯定规律转换成可用输出信号的器件或装置。

传感器的组成: 1敏感元件, 作用: 直接感受被测量并以确定关系输出另一物理量的原件2转换原件, 作用: 将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压等信号3基本转换电路, 作用: 将该电信号换成便于传输, 处理的电量。

传感器按测量对象分为: 1内部信息传感器和外部信息传感器。

工作机理;1物性型2结构型按输出信号的性质分为开关型, 模拟型和数字型传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系, 有静态和动态之分。

当传感器的输入量为常量或随时间缓慢变化时, 传感器的输出与输入之间的关系成为静态特性。

输出量随时间变化的输入量的相应特性称为动态特性。

传感器是非电量电测的首要环节和关键部件。

传感器的性能要求: 1高精度, 低成本2高灵敏度3工作牢靠4稳定性5抗干扰实力强6动态特性良好7结构简单, 小巧, 运用维护便利, 通用性强, 功耗低等。

计算机集成制造系统CIMS柔性制造系统FMS传感器的性能指标评价及选用原则: 1测量范围及量程2灵敏度3线性度4稳定性(稳定性即在相同条件下, 相当长的时间内, 其输入输出特性不发生变化的实力。

稳定性一般以诗文条件下经过肯定的时间间隔后, 传感器的输出与起始标定时输出的差异来表示)5精确度6重复读7动态特性8环境参数影响传感器稳定性的因素是时间和环境。

一般状况下, 在不致引起传感器的规定性能指标永久改变的条件下, 传感器允许超过其测量范围的实力称为过载实力。

线性度是以肯定的拟合直线作基准与校准曲线作比较, 用其不一样的最大偏差与理论满量程输出值得百分比进行计算。

在明确传感器输入/输出关系的前提下, 利用某种标砖器具产生已知的标准非电量输入, 确定其输出电量与其输入电量之间关系的过程, 称为标定。

标定的实质是待标定传感器与标准传感器之间的比较。

传感器静态标定：是给传感器输入已知不变的标准非电量, 测出其输出, 给出标定曲线, 标定方程和标定常数。

伺服系统中的位置检测元件

∙关键词：伺服系统位置检测元件感应同步器∙摘要：位置伺服系统的位置控制是将插补计算的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给电机。

而实际反馈位置的采集，则是由一些位置检测装置来完成。

这些检测装置有旋转变压器、感应同步器、脉冲编码器、光栅、磁栅等。

1.位置检测元件的要求和种类位置伺服系统的位置控制是将插补计算的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给电机。

而实际反馈位置的采集，则是由一些位置检测装置来完成。

这些检测装置有旋转变压器、感应同步器、脉冲编码器、光栅、磁栅等。

对于采用半闭环控制的位置伺服系统，其闭环路内不包括机械传动环节，它的位置检测装置一般采用旋转变压器，或高分辨率的脉冲编码器，装在进给电机或者丝杠的端头，旋转变压器(或脉冲编码器)每旋转一个角度，都严格对应着运动机构移动的一定距离。

测量了电机或丝杠的角位移，也就是间接测量了运动机构的直线位移。

对于采用闭环控制系统的位置伺服系统，应该直接测量工作台的直线位移，可采用感应同步器、光栅、磁栅等测量装置。

由工作台直接带动感应同步器的滑动尺度的同时，与装在机床床身上的定尺配合，测量出工作台的实际位置。

可见，位置测量装置是位置伺服系统的重要组成部分。

它的作用是测量位移和速度，发送反馈信号，构成闭环或半闭环控制。

数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。

位移检测系统能够测量的最小位移量称为分辨率。

分辨率不仅取决于检钡4元件本身，也取决于测量线路。

位置伺服系统对检测装置的主要要求如下：(1)高可靠性和高抗干扰性.(2)满足精度和速度要求.(3)使用维护方便，适合机床运行环境.(4)成本低。

2. 感应同步器感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的。

可用来测量直线或转角位移。

测量直线位移的称长感应同步器，测量转角位移的称圆感应同步器。

长感应同步器由定尺和滑尺组成，如图10．10所示。

圆感应同步器由转子和定子组成。

自动检测技术及应用复习提纲

广东省粤东高级技工学校2021-2021学年度第一学期非全日制学历班自动检测技术及应用期中/期末复习提纲第一章自动检测技术根底本章内容包括一个工程和一个拓展实训，通过工程和据展实训掌握自动检测技术根本知识。

以数控车床自动检测系统工程为例，认识数控车床自动检测系统，了解自动检测系统组成。

拓展实训是对本章根本知识的补充应用，以传感器数据处理为拓展实训，学会传感器实验数据的处理，加深传感器特性参数的理解。

1、自动检测系统的组成P3~P4模拟题：试用框图的方式画出一个完整的自动检测系统。

2、掌握测量的定义及测量方法的分类P4模拟题：根据测量的手段分类，测量可分为组合测量和比拟测量。

3、掌握误差分类及对误差的分析P5~P6模拟题：根据误差产生的原因，误差分为系统、偶然` 、人为。

某采购员分别在三家商店购置100kg大米、10kg梨、1kg糖果，发现均少约0.5kg，但该采购员对卖糖果的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是〔〕。

测量的目的是得到被测量的真值。

〔〕根据误差产生的原因，误差可分为绝对误差和相对误差。

〔〕4、理解传感器的定义、组成以及根本特性模拟题：传感器的作用是.把能感受规定的被测量并按照一定的规律.转换成.可用输出信号的器件或装置,实现自动控制的根底。

通常希望传感器的迟滞误差越〔〕越好。

〔〕是指传感器中能直接感受被测量的局部。

A.〔〕是指传感器在稳态工作情况下，传感器输出增量△y及被测量增量△x的比值。

A.传感器的敏感元件是指能直接感受或响应被测量的局部。

〔〕第二章信号处理电路本章内容主要介绍常见信号处理电路，通过工程-电桥电路实验，掌握信号处理的方法。

本章的重点是电桥电路，掌握电桥电路的工作原理和组成。

了解信号放大电路、滤波电路、信号转换电路和信号抗干扰的措施。

1、理解电桥电路的主要作用以及交直流检测系统的组成P17~P21模拟题：交流检测系统主要用于检测阻抗变化的传感器，振荡频率通常在。

数控机床位置检测装置的分类方法

数控机床位置检测装置的分类方法数控机床位置检测装置的分类方法对于不同类型的数控机床，因工作条件和检测要求不同，可以采用以下不同的检测方式。

下面就一起随店铺来了解下数控机床位置检测装置的分类方法吧。

1、增量式和绝对式测量增量式检测方式只测量位移增量，并用数字脉冲的个数来表示单位位移(即最小设定单位)的数量，每移动一个测量单位就发出一个测量信号。

其优点是检测装置比较简单，任何一个对中点都可以作为测量起点。

但在此系统中，移距是靠对测量信号累积后读出的，一旦累计有误，此后的测量结果将全错。

另外在发生故障时(如断电)不能再找到事故前的正确位置，事故排除后，必须将工作台移至起点重新计数才能找到事故前的正确位置。

脉冲编码器，旋转变压器，感应同步器，光栅，磁栅，激光干涉仪等都是增量检测装置。

绝对式测量方式测出的是被测部件在某一绝对坐标系中的绝对坐标位置值，并且以二进制或十进制数码信号表示出来，一般都要经过转换成脉冲数字信号以后，才能送去进行比较和显示。

采用此方式，分辨率要求愈高，结构也愈复杂。

这样的测量装置有绝对式脉冲编码盘、三速式绝对编码盘(或称多圈式绝对编码盘)等。

2、数字式和模拟式测量数字式检测是将被测量单位量化以后以数字形式表示。

测量信号一般为电脉冲，可以直接把它送到数控系统进行比较、处理。

这样的检测装置有脉冲编码器、光栅。

数字式检测有如下的'特点：(1)被测量转换成脉冲个数，便于显示和处理;(2)测量精度取决于测量单位，与量程基本无关;但存在累计误码差;(3)检测装置比较简单，脉冲信号抗干扰能力强。

模拟式检测是将被测量用连续变量来表示，如电压的幅值变化，相位变化等。

在大量程内做精确的模拟式检测时，对技术有较高要求，数控机床中模拟式检测主要用于小量程测量。

模拟式检测装置有测速发电机、旋转变压器、感应同步器和磁尺等。

模拟式检测的主要特点有：(1)直接对被测量进行检测，无须量化。

(2)在小量程内可实现高精度测量。

《机电一体化系统设计》复习资料解读

思考题：
1.机电一体化的涵义、目的、特征、基本组成要素以及分别实现哪些功能?
2. 工业三大要素指的是什么？机电一体化设计的目标是哪些？
3. 机电一体化的接口功能有哪些？根据不同的接口功能试说明接口的种类。
4. 说明机电一体化系统设计的设计思想、方法。
5. 开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同？
一对齿轮区中在的闭一环个系齿统轮中4装，则可能造成系统不稳在电机输定出，轴常上会，使并得将系电统机产生以1～5倍的间隙 2安装在偏而心进套行1的(或低偏频心振轴荡) 。上，通过转动为偏此心尽套量(采偏用心齿轴侧) 隙较小、精度较高的轮齿轮转的正角中、，心的则反就距齿多转可，轮采时调从传用的节而动各齿两消副种侧啮除。调间合圆但整隙齿柱为齿。了侧13偏减降隙心速低的套箱 2制方电动造法机成来本消，除特点是结或构减简小单啮，合但间其隙侧，隙以提4和高5减传速动齿轮精度和系不能自动统补的偿稳。定性。
弹簧-阻尼系统图
1-主动件；2-弹簧-阻尼； 3-运动件；4-静导轨
防止爬行现象采取以下几项措施
为防止爬行现象的出现，可同时采取以下几项措施： ★ 采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、贴塑料层导轨等； ★ 在普通滑动导轨上使用含有极性添加剂的导轨油； ★ 用减小结合面、增大结构尺寸、缩短传动链、减少传动副等方法来提高传动系统的刚度。
导向支承部件
▪ 导向支承部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。这样的部件通常被标为导轨副，简称导轨。
▪ 导轨副主要由承导件1和运动件2两部分组成，如图2-20所示。运动方向为直线的被称为直线导轨副，为回转的被称为回转运动导轨副。常用的导轨副种类很多，按其接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。

位移传感器有哪些类型

位移传感器有哪些类型位移传感器是通过测量物体的位移或位置来确定物体运动状态的一种传感器。

位移传感器应用广泛，其种类也很多。

本文将为您介绍位移传感器的几种类型。

1. 电阻式位移传感器电阻式位移传感器是一种使用电阻来测量位移的传感器。

它基于金属电阻材料或半导体梯度材料的电阻变化进行测量，从而获得物体的位移信息。

常用的有电位器、半导体应变计、差分电容式位移传感器。

电阻式位移传感器的优点在于其成本较低、响应速度快、精度高和长寿命等。

但由于受到电磁干扰、温度变化等环境因素的影响，其测量稳定性可能较差。

2. 光学式位移传感器光学式位移传感器通过测量光的特性来测量物体的位移。

它们操作原理为将光转换成电信号，再通过这些信号来测量物体的位置。

常用的有激光干涉仪、激光位移计、线性变压器等。

光学式位移传感器具有精度高、测量范围广等优点。

但对于光线的反射和折射效果较敏感，需要准备较好的环境，另外价格较高。

3. 磁性位移传感器磁性位移传感器是利用磁场感应来测量被测物体位移的传感器。

通过利用磁力传感器感应的磁场在传感器运动时产生的变化，可获得被测物体的位移信息。

常用的有磁致伸缩位移传感器、霍尔式磁感应位移传感器。

磁性位移传感器的优点在于测量范围广、抗干扰能力较强、精度高。

但由于磁场易受外界扰动影响，因此其测量精度和稳定性方面还存在一些问题。

4. 声波位移传感器声波位移传感器是一种利用声波特性进行测量的传感器。

它们利用声波信号的反射或传播速度的变化，来测量物体的长度、位移或是速度等物理量。

常用的有超声波位移传感器、声速计等。

声波位移传感器具有高精度、测量速度快等优点。

但在测量过程中受到声波在不同介质中传播的影响，如果位置不当，易受到外界干扰。

5. 容量式位移传感器容量式位移传感器是一种基于两个电极间电量变化的测量方式。

这种传感器通过测量电容器内两个电极之间的电容值的变化来测量物体的位移。

常用的有平行板电容式位移传感器、恒定误差板移位传感器等。

数控机床的检测装置

另外，在转子每转1周时，转子的输出电压将随旋转变压器的极数不同而不止一次地通过零点，必须在线路中加相敏检波器来辨别转换点和区别不同的转向。
旋转变压器
• 此外，还可以用3个旋转变压器按1:1、10:1和100:1 的比例相互配合串接，组成精、中、粗3级旋转变压器测量装置。如果转子以半周期直接与丝杠耦合（即 “精”同步），结果使丝杠位移10mm，则“中”测旋转变压器工作范围为100mm，“粗”测旋转变压器的工作范围为1000mm。
转子正转时， U1s、U1c在转子绕组中产生感应电压，经叠加，得转子感应电压U2
旋转变压器
转子正转时的感应电压： U2＝kUmsinωtsinθ＋kUmcosωtcosθ=lt;1； θ—相位角，转子偏转角。
转子反转时的感应电压：
U2＝kUmcos（ωt＋θ）（ωt＋θ）～ θ严格对应关系，检测出（ωt＋θ），可得θ ，可得被测轴的角位移。
如果将旋转变压器安装在数控机床的丝杠上，
当θ角从0°变化到360°时，表示丝杠上的螺母走
了一个导程，这样就间接地测量了丝杠的直线位移（导程）的大小。
旋转变压器
当测全长时，由于普通旋转变压器属于增量式测量装置，如果将其转子直接与丝杠相联，转子转动一周，仅相当于工作台1个丝杠导程的直线位移，不能反映全行程，因此，要检测工作台的绝对位置，需要加一台绝对位置计数器，累计所走的导程数，折算成位移总长度。
增量式检测方式测量位移增量，移动一个测量单位就发出一个测量信号。优点：检测装置较简单，任何一个对中点均可作为测量起点；轮廓控制常采用缺点：对测量信号计数后才能读出移距，一旦计数有误，此后的测量结果将全错；发生故障时（如断电、断刀等）不能再找到事故前的正确位置，必须将工作台移至起点重新计数。

线位移传感器、角位移传感器、转速传感器的分类及各种类型的工作原理 -回复

线位移传感器、角位移传感器、转速传感器的分类及各种类型的工作原理-回复在工程和科技领域中，传感器起着至关重要的作用。

传感器是一种能够感测和测量物理量并将其转化为可用信号的设备。

其中，线位移传感器、角位移传感器和转速传感器是常见的传感器类型，在各自的领域中发挥着重要的作用。

本文将逐步介绍这些传感器的分类以及各种类型的工作原理。

一、线位移传感器（Linear Displacement Sensor）线位移传感器是一种用于测量物体位置移动的传感器，它能够测量物体在一个直线轴上的位移。

线位移传感器广泛应用于工业自动化、机械工程、汽车工业等领域。

根据工作原理的不同，线位移传感器可以分为接触式和非接触式传感器。

1. 接触式传感器（Contact Sensors）接触式传感器通过物体与传感器之间的接触来测量位移。

常见的接触式线位移传感器有电阻式、电感式和电容式传感器。

- 电阻式传感器（Resistance Sensors）电阻式传感器基于电阻的变化来测量位移。

当物体移动时，导电材料的电阻会发生变化，进而改变电路中的电流或电压。

通过测量这种变化可以获取位移信息。

电阻式传感器具有较高的精度和稳定性，但由于依赖物体与传感器的接触，容易在长时间使用后产生磨损。

- 电感式传感器（Inductive Sensors）电感式传感器利用线圈的感应效应来测量位移。

当物体靠近传感器时，线圈的感应范围会发生改变，进而改变电路中的电感值。

通过测量电感的变化可以确定位移信息。

电感式传感器具有较高的耐用性和适应性，但对于非金属物体的测量精度较低。

- 电容式传感器（Capacitive Sensors）电容式传感器利用电容的变化来测量位移。

当物体接近传感器时，电容的值会改变。

通过测量电容变化的方式可以得到位移信息。

电容式传感器具有较高的灵敏度和测量精度，但在环境湿度变化较大时容易受到影响。

2. 非接触式传感器（Non-contact Sensors）非接触式传感器通过无接触的方式来测量位移，常见的非接触式线位移传感器有光学传感器和磁电传感器。

伺服系统中的传感器与检测系统

为了提高分辨率和测得比栅距更小的位移量，可以增加刻线密度，但这种方法制造、安装及调试困难；
采用细分技术：它是在莫尔条纹信号变化的一个周期内，给出若干个计数脉冲来减小脉冲当量的方法。在一个莫尔条纹的间隔内，放置若干个光电元件，使光栅每移动一个栅距时输出均匀分布的n个脉冲，从而得到比栅距更小的分度值，使分辨率提高到W/n。
U
1
U
0
sin
2
x
U
2
U
0
cos
2
x
两组磁头相对于磁尺每移动一个节距发出一个正（余）弦信号，经信号处理后可进行位置检测。这种方法的检测
线路比较简单，但分辨率受到录磁节距λ的限制，若要提高分辨率就必须采用较复杂的信频电路，所以不常采用。
鉴相测量方式：
将一组磁头的励磁信号移相90°，则得到输出电压为
节距
（2）感应同步器的工作原理定尺或滑尺其中一种绕组上通以交流激励电压，由于
电磁耦合，在另一种绕组上就产生感应电动势，该电动势随定尺与滑尺的相对位置不同呈正弦、余弦函数变化。再通过对此信号的处理，便可测量出直线位移量。
定尺与滑尺间的气隙应保持在 0.25±0.05mm范围内。
在滑尺上施加的正弦激磁电压为：
U3
D4
Z3
Z4
U 3 k U11skincos
1 3
U1
（k取0.5时）
2.3.2 光电编码器
角度编码器是测量角位移的最直接、最有效的数字式传感器，它把角位移直接转换成脉冲或二进制编码，分为增量编码器（脉冲盘式）和绝对编码器（码盘式）。
按结构分为光电式、接触式和电磁式三种。光电式具有非接触、体积小、分辨率高、可靠性好、使用方便等特点，在数控机床、机器人位置控制等领域有广泛应用。