第五章 数控机床检测装置
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Ec=-KUmcosθ1ＳinωtSinθ
3.2 感应同步器
2）鉴幅式 ➢ 当正弦与余弦同时供电时，根据叠加原理，则定尺
绕组上总输出的感应电动势为
E =Es +Ec =KUsＣosθ－KUcＳinθ =KUm Ｓin（θ1－θ）Ｓinωt
应同步器的磁路是线性的，根据叠加原理，则定尺绕组 上的总感应电压为：
E =Es+Ec=KUmSin（ωt －θ） K — 电磁感应系数 θ —定尺绕组上的感应电压的相位角
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式： ➢滑尺与定尺相对位移量 x 的求取：
x 2 2
2x x 2
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，作为全闭环伺服系统的 位置反馈信号，构成位置闭环控制。 ➢ 优点：准确性高、可靠性好 ➢ 缺点：测量装置要和工作台行程等长，在大型数 控机床上受到一定限制。
3.1 概述
二、检测装置的分类
2. 间接测量
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 作台的直线位移，作为半闭环伺服系统的位置反 馈用。
2. 分辨率：所能测量的最小位移量，应适应机床精 度和伺服系统的要求，分辨率的提高，对提高系 统性能指标、提高运行平稳性都很重要。
3. 灵敏度：实时测量装置不但要灵敏度高，而且输 出、输入关系中各点的灵敏度应该是一致的。
3.1 概述
四、数控检测装置的性能指标及要求
4. 迟滞：对某一输入量，传感器的正行程的输出量 与反行程的输出量不一致。数控系统的传感器要 求迟滞小。
可达2000对极。在电与磁两方面均能对误差起补 偿作用，所以具有很高的精度。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 ➢结构类型：直线式和旋转式 ➢结构组成: 固定和运动两大部分：
✓直线式感应同步器：由定尺（固定）和滑尺 （运动）组成，用于直线位移测量。 ✓旋转式感应同步器：由定子（固定）和转子 （运动）组成，用于角位移测量。
3.1 概述
二、检测装置的分类 （四）检测信号：数字式测量、模拟量测量
➢ 数字式测量：被测的量以数字的形式来表示。
测量信号为电脉冲，可以直接送入数控装置进行比 较、处理。
➢ 模拟式测量： 模拟式测量是将被测量用连续变量 来表示，如电压变化、相位变化等。
模拟式测量主要用于小量程测量，如感应同步器 一个线距（2mm）内的信号相位变化等。
✓当滑尺相对于定尺平行移 动后，感应电压逐渐减小， 在错开1/4节距时，移到图 中b点位置，感应电压为零。
✓再移动至1/2节距处，即 图中c点位置时，定尺线圈 中穿出的磁通最多，感应 电压最大，但极性相反。
3.2 感应同步器
✓再移至3/4节距，即图中 d点位置时，感应电压又 变为零，
✓当移动一个节距位置(e 点)，又恢复到初始状态， 与a点相同
Es=KUmＳinθ1ＳinωtＣosθ
3.2 感应同步器
2）鉴幅式 在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不 同（分别与位移相位角θ1成正余弦关系）的交变电压：
Us= Um Ｓinθ1Ｓinωt Uc = Um Ｃosθ1Ｓinωt
➢余弦绕组单独供电时
Us= 0 Uc = Um cosθ1Ｓinωt 若滑尺从x=0开始移动，则在定尺上的感应电压为
转子绕组
定子绕组
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型
2、直线感应同步器的结构
✓直线条形由基板、绝缘层、绕组和屏蔽层组成。
✓采用与机床热膨胀系数相近的钢板或铸铁制成
长尺叫定尺，安装在机床 床身上 短尺为滑尺，安装于移动 部件上 两者平行放置，保持一定 间隙。
3.2 感应同步器
直线感应同步器
结论：相对位移量 x 与 相位角θ 呈线性关系，只要能 测出相位角θ ，就可求得位移量 x 。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理
1）鉴相式： 例：
x 2 2
2x x 2
定尺感应电动势与滑尺励磁电动势之间的相位角θ＝
180０，在节距２τ（τ=２mm）的情况下，滑尺移动
多少？
Es=KUsCosθ= KUmSinωtCosθ
➢滑尺余弦绕组上加励磁电压Uc后，与之相耦合的定尺 绕组上的感应电压为：
Ec=KUcCos（θ+π/2）= －KUmSinθCosωt
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式：
➢ 滑尺正、余弦绕组上同时加励磁电压Us、 Uc时，感
第五章 数控机床检测装置
Baidu Nhomakorabea
3.1 概述
一、检测装置的组成、作用及要求
1、组成： 检测元件（传感器）和信号处理装置
2、作用： ➢ 实时测量执行部件的位移和速度信号， ➢ 将信号变换成位置控制单元所要求的信号形式，
将运动部件现实位置反馈到位置控制单元，以实 施闭环控制。
3.1 概述
一、检测装置的组成、作用及要求 3、要求 • 工作有较高的可靠性和抗干扰能力。 检测装置应
检测装置安放在伺服驱动系统中，所测物理量 是不断变化的，传感器的测量输出必须能准确、快 速的跟随反映这些被测量的变化
传感器的性能指标：
➢静态特性 ➢动态特性
3.1 概述
四、数控检测装置的性能指标及要求
1. 精度：符合输出量与输入量之间特定函数关系的 准确程度，数控用传感器要满足高精度和高速实 时测量的要求。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 2、直线感应同步器的结构 ➢定尺上是单向、均匀、连续的感应绕组 定尺、滑尺绕组中相邻两有效导体间的距离分 别为节距W2、 W1 ，统称节距，用2τ表示，常 取2mm，节距代表测量周期。 绕组节距w2=w1=2(a1+b1),其中a1,b1分别为 刀片宽度和间隙，滑尺的节距也可取 w1=2w2/3
滑尺移动了１mm
3.2 感应同步器
2）鉴幅式 在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不 同（分别与位移相位角θ1成正余弦关系）的交变电压：
Us= Um Ｓinθ1Ｓinωt Uc = Um Ｃosθ1Ｓinωt
➢正弦绕组单独供电时 Us= Um Ｓinθ1Ｓinωt Uc = 0
当滑尺移动时，定尺上的感应电压U0随滑尺移动距离x （相应的位移角θ）而变化。设滑尺正弦绕组与定尺绕 组重合时x=0（即θ=0），若滑尺从x=0开始移动，则
➢ 优点：测量方便、无长度限制。
➢ 缺点：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，影响测量精度。
3.1 概述
二、检测装置的分类 （三）测量方法： 增量式测量、 绝对式测量 ➢ 增量式 ：只测量位移量。
➢ 绝对式：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。
3.2.2 感应同步器的工作原理 1、工作原理 ➢滑尺两段感应绕组相对于定尺绕组在空间错开1/4节距 ➢定尺固定在床身上，滑尺则安装在机床的移动部件上 ➢滑尺两个绕组中的任一绕组加上激励电压时，由于电 磁感应，在定尺绕组中会感应出相同频率的感应电压， 通过对感应电压的测量，可以精确地测量出位移量。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理
2τ
U 定尺 感应电动势
0
正弦绕组A US τ/2
滑尺 余弦绕组B
UC
移动距离
在励磁绕组上加上一定的交变励磁电压，定尺绕组中就产生相 同频率的感应电动势，其幅值大小随滑尺移动呈余弦规律变化。
滑尺移动一个节距，感应电动势变化一个周期。
3.2 感应同步器
✓a点: 定尺与滑尺绕组重合， 这时感应电压最大；
3.2 感应同步器
感应同步器的工作原理：电磁耦合原理
工作时，在滑尺上的绕组上通励磁电压
由于电磁耦合作用，在定尺绕组上产生感应电压
当滑尺和定尺之间发生相对位移时
由于电磁耦合的变化，定尺上感应 绕组中的感应电压也发生变化
感应电压的变化与相对位移之间有一定的关系
通过测量定尺绕组中的感应电压， 借以进行位移量的检测
测装置
直线感应同步器、光栅尺、 直线型 磁栅尺、激光干涉仪、霍
尔传感器
三速感应同步器、绝对值磁尺、 光电编码尺、磁性编码器
速度检 交、直流测速发电机、数字脉冲编 速度-角度传感器、数字电磁式传
测装置 码式速度传感器、霍尔速度传感器
感器、磁敏式速度传感器
电流检 测装置
霍尔电流传感器
3.1 概述
四、数控检测装置的性能指标及要求
3.2.2 感应同步器的工作原理
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1、工作原理 ➢利用励磁绕组与感应绕组间发生相对位移时，由于 电磁耦合的变化，感应绕组中的感应电压随位移的变 化而变化，借以进行位移量的检测。 ➢滑尺/转子上的绕组：励磁绕组 ➢定尺上的绕组：感应绕组。
3.2 感应同步器
3.1 概述
二、检测装置的分类 （五）运动形式：旋转型、直线型 （六）信号转换的原理：光电效应、光栅效应、电
磁感应、压电效应、压阻效应、磁阻效应等
数控机床检测装置的分类
分类
增量式
绝对式
位移检
脉冲编码器、自整角机、
旋转型
旋转编码器、感应同步器、 光栅角度传感器、光栅、
磁栅
多极旋转变压器、绝对脉冲编码 器、绝对值式光栅、三速圆感应 同步器、磁阻式多极旋转变压器
3.2 感应同步器
✓在滑尺移动一个节距的 过程中，感应电压近似于 余弦函数变化了一个周期， 如图中abcde。
✓感应同步器就是利用感 应电压的变化进行位置检 测的
感应电压的幅值变化 规律就是一个周期性 的余弦曲线。
3.2 感应同步器
➢在一个周期内，感应电压的某一幅值对应两个位移点，如图 中M、N两点。 ➢为确定唯一位移，在滑尺上与正弦绕组错开1/4节距处，配置 了余弦绕组。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 2、直线感应同步器的结构 ➢滑尺有两组绕组，一组为正弦绕组，另一为余 弦绕组。当正弦绕组与定尺绕组对齐时，余弦绕 组与定尺绕组相差1/4节距。 ➢定尺比滑尺长，其中被全部滑尺绕组所覆盖的 尺寸有效导体数称为直线感应同步器的极数。
3.2 感应同步器
能抗各种电磁干扰，抗干扰能力强，基准尺对温 度和湿度敏感性低，温湿度变化对测量精度等环 境因素的影响小。
• 满足精度和速度的要求。要求检测装置必须满足 数控机床的高精度和高速度的要求。
3.1 概述
二、检测装置的分类 （一）被测物理量：位移、速度和电流 （二）安装位置及耦合方式：直接测量和间接测量 1. 直接测量
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 1．旋转式感应同步器 ➢定子绕组为连续绕组； ➢转子上有两相正交绕组（sin绕组和cos绕组）， 做成分段式，两相绕组交差分布，相差90相位角。 属于同一相的各相绕组用导线串联起来。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 1．旋转式感应同步器
3.2 感应同步器
旋转式 直线式
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 1．旋转式感应同步器
➢由定子和转子两部分组成，用不锈钢、硬铝合 金等材料作基板，呈环形辐射状。
定子和转子相对的一面有绕组， 绕组用铜箔构成（厚0.05mm） 基板和绕组之间有绝缘层 绕组表面还要加一层和绕组绝 缘的屏蔽层（铝箔或铝膜）
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 2、感应同步器的检测电路 两种工作方式：鉴相式和鉴幅式 鉴相式：通过检测感应电动势的相位测量位移。 鉴幅式：通过检测感应电动势的幅值测量位移。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式：
在这种工作方式下，给滑尺的sin绕组和cos绕组 分别通上幅值、频率相同而相位差为900的交流电压：
5. 测量范围和量程：传感器的测量范围要满足系统 的要求，并留有余地。
6. 零漂与温漂：反映了随时间和温度的改变，传感 器测量精度的微小变化传感器的漂移量是其重要 性能标志。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 感应同步器: ➢ 20世纪60年代末发展起来的 ➢ 应用电磁感应定律把位移量转换成电量 ➢ 多极结构，极对数一般取600、720对极，最多的
Us= Um sinωt Uc = Um cosωt
➢励磁信号将在空间产生一个以ω频率移动的行波。 ➢磁场切割定尺导片，并在其中感应出电动势，该电动 势随着定尺与滑尺位置的不同而产生超前或滞后的相位 差θ。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式： ➢滑尺正弦绕组上加励磁电压Us后，与之相耦合的定尺 绕组上的感应电压为：
3.2 感应同步器
2）鉴幅式 ➢ 当正弦与余弦同时供电时，根据叠加原理，则定尺
绕组上总输出的感应电动势为
E =Es +Ec =KUsＣosθ－KUcＳinθ =KUm Ｓin（θ1－θ）Ｓinωt
应同步器的磁路是线性的，根据叠加原理，则定尺绕组 上的总感应电压为：
E =Es+Ec=KUmSin（ωt －θ） K — 电磁感应系数 θ —定尺绕组上的感应电压的相位角
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式： ➢滑尺与定尺相对位移量 x 的求取：
x 2 2
2x x 2
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，作为全闭环伺服系统的 位置反馈信号，构成位置闭环控制。 ➢ 优点：准确性高、可靠性好 ➢ 缺点：测量装置要和工作台行程等长，在大型数 控机床上受到一定限制。
3.1 概述
二、检测装置的分类
2. 间接测量
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 作台的直线位移，作为半闭环伺服系统的位置反 馈用。
2. 分辨率：所能测量的最小位移量，应适应机床精 度和伺服系统的要求，分辨率的提高，对提高系 统性能指标、提高运行平稳性都很重要。
3. 灵敏度：实时测量装置不但要灵敏度高，而且输 出、输入关系中各点的灵敏度应该是一致的。
3.1 概述
四、数控检测装置的性能指标及要求
4. 迟滞：对某一输入量，传感器的正行程的输出量 与反行程的输出量不一致。数控系统的传感器要 求迟滞小。
可达2000对极。在电与磁两方面均能对误差起补 偿作用，所以具有很高的精度。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 ➢结构类型：直线式和旋转式 ➢结构组成: 固定和运动两大部分：
✓直线式感应同步器：由定尺（固定）和滑尺 （运动）组成，用于直线位移测量。 ✓旋转式感应同步器：由定子（固定）和转子 （运动）组成，用于角位移测量。
3.1 概述
二、检测装置的分类 （四）检测信号：数字式测量、模拟量测量
➢ 数字式测量：被测的量以数字的形式来表示。
测量信号为电脉冲，可以直接送入数控装置进行比 较、处理。
➢ 模拟式测量： 模拟式测量是将被测量用连续变量 来表示，如电压变化、相位变化等。
模拟式测量主要用于小量程测量，如感应同步器 一个线距（2mm）内的信号相位变化等。
✓当滑尺相对于定尺平行移 动后，感应电压逐渐减小， 在错开1/4节距时，移到图 中b点位置，感应电压为零。
✓再移动至1/2节距处，即 图中c点位置时，定尺线圈 中穿出的磁通最多，感应 电压最大，但极性相反。
3.2 感应同步器
✓再移至3/4节距，即图中 d点位置时，感应电压又 变为零，
✓当移动一个节距位置(e 点)，又恢复到初始状态， 与a点相同
Es=KUmＳinθ1ＳinωtＣosθ
3.2 感应同步器
2）鉴幅式 在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不 同（分别与位移相位角θ1成正余弦关系）的交变电压：
Us= Um Ｓinθ1Ｓinωt Uc = Um Ｃosθ1Ｓinωt
➢余弦绕组单独供电时
Us= 0 Uc = Um cosθ1Ｓinωt 若滑尺从x=0开始移动，则在定尺上的感应电压为
转子绕组
定子绕组
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型
2、直线感应同步器的结构
✓直线条形由基板、绝缘层、绕组和屏蔽层组成。
✓采用与机床热膨胀系数相近的钢板或铸铁制成
长尺叫定尺，安装在机床 床身上 短尺为滑尺，安装于移动 部件上 两者平行放置，保持一定 间隙。
3.2 感应同步器
直线感应同步器
结论：相对位移量 x 与 相位角θ 呈线性关系，只要能 测出相位角θ ，就可求得位移量 x 。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理
1）鉴相式： 例：
x 2 2
2x x 2
定尺感应电动势与滑尺励磁电动势之间的相位角θ＝
180０，在节距２τ（τ=２mm）的情况下，滑尺移动
多少？
Es=KUsCosθ= KUmSinωtCosθ
➢滑尺余弦绕组上加励磁电压Uc后，与之相耦合的定尺 绕组上的感应电压为：
Ec=KUcCos（θ+π/2）= －KUmSinθCosωt
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式：
➢ 滑尺正、余弦绕组上同时加励磁电压Us、 Uc时，感
第五章 数控机床检测装置
Baidu Nhomakorabea
3.1 概述
一、检测装置的组成、作用及要求
1、组成： 检测元件（传感器）和信号处理装置
2、作用： ➢ 实时测量执行部件的位移和速度信号， ➢ 将信号变换成位置控制单元所要求的信号形式，
将运动部件现实位置反馈到位置控制单元，以实 施闭环控制。
3.1 概述
一、检测装置的组成、作用及要求 3、要求 • 工作有较高的可靠性和抗干扰能力。 检测装置应
检测装置安放在伺服驱动系统中，所测物理量 是不断变化的，传感器的测量输出必须能准确、快 速的跟随反映这些被测量的变化
传感器的性能指标：
➢静态特性 ➢动态特性
3.1 概述
四、数控检测装置的性能指标及要求
1. 精度：符合输出量与输入量之间特定函数关系的 准确程度，数控用传感器要满足高精度和高速实 时测量的要求。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 2、直线感应同步器的结构 ➢定尺上是单向、均匀、连续的感应绕组 定尺、滑尺绕组中相邻两有效导体间的距离分 别为节距W2、 W1 ，统称节距，用2τ表示，常 取2mm，节距代表测量周期。 绕组节距w2=w1=2(a1+b1),其中a1,b1分别为 刀片宽度和间隙，滑尺的节距也可取 w1=2w2/3
滑尺移动了１mm
3.2 感应同步器
2）鉴幅式 在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不 同（分别与位移相位角θ1成正余弦关系）的交变电压：
Us= Um Ｓinθ1Ｓinωt Uc = Um Ｃosθ1Ｓinωt
➢正弦绕组单独供电时 Us= Um Ｓinθ1Ｓinωt Uc = 0
当滑尺移动时，定尺上的感应电压U0随滑尺移动距离x （相应的位移角θ）而变化。设滑尺正弦绕组与定尺绕 组重合时x=0（即θ=0），若滑尺从x=0开始移动，则
➢ 优点：测量方便、无长度限制。
➢ 缺点：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，影响测量精度。
3.1 概述
二、检测装置的分类 （三）测量方法： 增量式测量、 绝对式测量 ➢ 增量式 ：只测量位移量。
➢ 绝对式：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。
3.2.2 感应同步器的工作原理 1、工作原理 ➢滑尺两段感应绕组相对于定尺绕组在空间错开1/4节距 ➢定尺固定在床身上，滑尺则安装在机床的移动部件上 ➢滑尺两个绕组中的任一绕组加上激励电压时，由于电 磁感应，在定尺绕组中会感应出相同频率的感应电压， 通过对感应电压的测量，可以精确地测量出位移量。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理
2τ
U 定尺 感应电动势
0
正弦绕组A US τ/2
滑尺 余弦绕组B
UC
移动距离
在励磁绕组上加上一定的交变励磁电压，定尺绕组中就产生相 同频率的感应电动势，其幅值大小随滑尺移动呈余弦规律变化。
滑尺移动一个节距，感应电动势变化一个周期。
3.2 感应同步器
✓a点: 定尺与滑尺绕组重合， 这时感应电压最大；
3.2 感应同步器
感应同步器的工作原理：电磁耦合原理
工作时，在滑尺上的绕组上通励磁电压
由于电磁耦合作用，在定尺绕组上产生感应电压
当滑尺和定尺之间发生相对位移时
由于电磁耦合的变化，定尺上感应 绕组中的感应电压也发生变化
感应电压的变化与相对位移之间有一定的关系
通过测量定尺绕组中的感应电压， 借以进行位移量的检测
测装置
直线感应同步器、光栅尺、 直线型 磁栅尺、激光干涉仪、霍
尔传感器
三速感应同步器、绝对值磁尺、 光电编码尺、磁性编码器
速度检 交、直流测速发电机、数字脉冲编 速度-角度传感器、数字电磁式传
测装置 码式速度传感器、霍尔速度传感器
感器、磁敏式速度传感器
电流检 测装置
霍尔电流传感器
3.1 概述
四、数控检测装置的性能指标及要求
3.2.2 感应同步器的工作原理
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1、工作原理 ➢利用励磁绕组与感应绕组间发生相对位移时，由于 电磁耦合的变化，感应绕组中的感应电压随位移的变 化而变化，借以进行位移量的检测。 ➢滑尺/转子上的绕组：励磁绕组 ➢定尺上的绕组：感应绕组。
3.2 感应同步器
3.1 概述
二、检测装置的分类 （五）运动形式：旋转型、直线型 （六）信号转换的原理：光电效应、光栅效应、电
磁感应、压电效应、压阻效应、磁阻效应等
数控机床检测装置的分类
分类
增量式
绝对式
位移检
脉冲编码器、自整角机、
旋转型
旋转编码器、感应同步器、 光栅角度传感器、光栅、
磁栅
多极旋转变压器、绝对脉冲编码 器、绝对值式光栅、三速圆感应 同步器、磁阻式多极旋转变压器
3.2 感应同步器
✓在滑尺移动一个节距的 过程中，感应电压近似于 余弦函数变化了一个周期， 如图中abcde。
✓感应同步器就是利用感 应电压的变化进行位置检 测的
感应电压的幅值变化 规律就是一个周期性 的余弦曲线。
3.2 感应同步器
➢在一个周期内，感应电压的某一幅值对应两个位移点，如图 中M、N两点。 ➢为确定唯一位移，在滑尺上与正弦绕组错开1/4节距处，配置 了余弦绕组。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 2、直线感应同步器的结构 ➢滑尺有两组绕组，一组为正弦绕组，另一为余 弦绕组。当正弦绕组与定尺绕组对齐时，余弦绕 组与定尺绕组相差1/4节距。 ➢定尺比滑尺长，其中被全部滑尺绕组所覆盖的 尺寸有效导体数称为直线感应同步器的极数。
3.2 感应同步器
能抗各种电磁干扰，抗干扰能力强，基准尺对温 度和湿度敏感性低，温湿度变化对测量精度等环 境因素的影响小。
• 满足精度和速度的要求。要求检测装置必须满足 数控机床的高精度和高速度的要求。
3.1 概述
二、检测装置的分类 （一）被测物理量：位移、速度和电流 （二）安装位置及耦合方式：直接测量和间接测量 1. 直接测量
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 1．旋转式感应同步器 ➢定子绕组为连续绕组； ➢转子上有两相正交绕组（sin绕组和cos绕组）， 做成分段式，两相绕组交差分布，相差90相位角。 属于同一相的各相绕组用导线串联起来。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 1．旋转式感应同步器
3.2 感应同步器
旋转式 直线式
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 1．旋转式感应同步器
➢由定子和转子两部分组成，用不锈钢、硬铝合 金等材料作基板，呈环形辐射状。
定子和转子相对的一面有绕组， 绕组用铜箔构成（厚0.05mm） 基板和绕组之间有绝缘层 绕组表面还要加一层和绕组绝 缘的屏蔽层（铝箔或铝膜）
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 2、感应同步器的检测电路 两种工作方式：鉴相式和鉴幅式 鉴相式：通过检测感应电动势的相位测量位移。 鉴幅式：通过检测感应电动势的幅值测量位移。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式：
在这种工作方式下，给滑尺的sin绕组和cos绕组 分别通上幅值、频率相同而相位差为900的交流电压：
5. 测量范围和量程：传感器的测量范围要满足系统 的要求，并留有余地。
6. 零漂与温漂：反映了随时间和温度的改变，传感 器测量精度的微小变化传感器的漂移量是其重要 性能标志。
3.2 感应同步器
3.2.1 感应同步器结构与类型 感应同步器: ➢ 20世纪60年代末发展起来的 ➢ 应用电磁感应定律把位移量转换成电量 ➢ 多极结构，极对数一般取600、720对极，最多的
Us= Um sinωt Uc = Um cosωt
➢励磁信号将在空间产生一个以ω频率移动的行波。 ➢磁场切割定尺导片，并在其中感应出电动势，该电动 势随着定尺与滑尺位置的不同而产生超前或滞后的相位 差θ。
3.2 感应同步器
3.2.2 感应同步器的工作原理 1）鉴相式： ➢滑尺正弦绕组上加励磁电压Us后，与之相耦合的定尺 绕组上的感应电压为：