第10章 数字式传感器
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第十章
数字式传感器
第十章
非电量
数字式传感器
数字式 传感器
数字信号
数字式传感器的优点： 1．数字式传感器抗干扰能力强 2．光数字式传感器与数显仪器、与计算机接口方便
第十章
光电传感器
10.1 编码器
一．码盘式编码器
1．接触式编码器
Vcc
第十章
光电传感器
二进制码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
显示 过零
“+”“ - ” 符号
加减 计数
计数脉 冲门 可逆计数器
译码显示
置数开关
第十章
光电传感器
脉冲当量为
2mm 2.5m 800
10.3 计量光栅
W 2
W 2
W W W B 2 2 (mm) sin 2 2
B
第十章
光电传感器
10.4 频率式数字传感器
频率式传感器将被测非电量转换为频率量，通过测量频率或者 周期来测得被测量。
1．结构和工作原理
n
2．旋转方向的判别
第十章
放大 整形
光电传感器
1 光电 元件 2
D
Q 可逆 计数器
放大 整形
C P
&
延时
P1 P2 Q P
P1 P2 Q P
第十章
光电传感器
10.2 感应同步器
感应同步器是利用两个平面形印刷电路绕组的互感随 两者的相对位置变化原理制成的。这两个绕组类似变压 器的原边绕组和副边绕组，所以又称为平面变压器。 一．直线式感应同步器的结构
uC U m cos t
eC kU m sin t cos
e eC eS kU m sin t cos kU m cos t sin
kU m sin( t )
第十章
光电传感器
2．鉴幅型 对滑尺上正弦、余弦绕组加同频、同相，但不同幅值的交流激磁电压
e eC eS kU m cos sin t cos kU m sin sin t sin
kU m cos( ) sin t
第十章
光电传感器
四．感应同步器位移数字显示装置（鉴相型检测系统）
2MHz 时 钟 / 800 绝对相位基准 2500Hz 90 0 移相 sin 功放 放大滤波 整形 功放 cos 绝对相位基准 鉴相器 k U m sin( t )
循环码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
第十章 二进制码转换为循环码 循环码转换为二进制码
u S U S cos t
uC U C cos t
U S U m sin
Um U U
2 S 2 C
U C U m cos
US arctg UC
eC kU C sin t cos k U m cos sin t cos
eS kU S sin t sin k U m sin sin t sin
传感器 计 数 门 时基
1S
计 数 器
第十章
光电传感器
计时式（测周）——适用于被测脉冲频率低的情况
传感器
T
时基
f 1M
计 数 门
计 数 器
第十章
光电传感器
一．改变力学系统固有频率的频率传感器
NTS测量 源自路第十章光电传感器
f0
1 2l
T
l
f
N
S
第十章
光电传感器
二．振荡器式频率传感器
R、L、C 传感器
震荡电路
f
第十章
光电传感器
三．压控振荡器式频率传感器
U
f
传感器
压控振荡器
Vcc
直流 放大器
ui
u0
第十章
光电传感器
四．频率式传感器的基本测量电路 计数式（测频）——适用于被测脉冲频率高的情况
4
定 尺
滑 尺
sin
cos
第十章
光电传感器
二．感应同步器的工作原理
A B C D E A B C D E
第十章
光电传感器
三．感应同步器输出信号的检测
1．鉴相型 对滑尺上正弦、余弦加同频、等幅，但相位相差 90o 的交流激磁电压
u S U m sin t
eS kU m cos t sin
光电传感器
R1 C1 Ri Ci Ci 1
C1
(i 2 ~ n)
R1
C1 R1 Ci Ri Ci 1
R1
(i 2 ~ n)
C1
R2 C2 R2
C2
C3
R3 R3
C3
C4
R4 R4
C4
2．光电式编码器 3．电磁式编码器
第十章
光电传感器
二．脉冲盘式编码器
数字式传感器
第十章
非电量
数字式传感器
数字式 传感器
数字信号
数字式传感器的优点： 1．数字式传感器抗干扰能力强 2．光数字式传感器与数显仪器、与计算机接口方便
第十章
光电传感器
10.1 编码器
一．码盘式编码器
1．接触式编码器
Vcc
第十章
光电传感器
二进制码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
显示 过零
“+”“ - ” 符号
加减 计数
计数脉 冲门 可逆计数器
译码显示
置数开关
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光电传感器
脉冲当量为
2mm 2.5m 800
10.3 计量光栅
W 2
W 2
W W W B 2 2 (mm) sin 2 2
B
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光电传感器
10.4 频率式数字传感器
频率式传感器将被测非电量转换为频率量，通过测量频率或者 周期来测得被测量。
1．结构和工作原理
n
2．旋转方向的判别
第十章
放大 整形
光电传感器
1 光电 元件 2
D
Q 可逆 计数器
放大 整形
C P
&
延时
P1 P2 Q P
P1 P2 Q P
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光电传感器
10.2 感应同步器
感应同步器是利用两个平面形印刷电路绕组的互感随 两者的相对位置变化原理制成的。这两个绕组类似变压 器的原边绕组和副边绕组，所以又称为平面变压器。 一．直线式感应同步器的结构
uC U m cos t
eC kU m sin t cos
e eC eS kU m sin t cos kU m cos t sin
kU m sin( t )
第十章
光电传感器
2．鉴幅型 对滑尺上正弦、余弦绕组加同频、同相，但不同幅值的交流激磁电压
e eC eS kU m cos sin t cos kU m sin sin t sin
kU m cos( ) sin t
第十章
光电传感器
四．感应同步器位移数字显示装置（鉴相型检测系统）
2MHz 时 钟 / 800 绝对相位基准 2500Hz 90 0 移相 sin 功放 放大滤波 整形 功放 cos 绝对相位基准 鉴相器 k U m sin( t )
循环码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
第十章 二进制码转换为循环码 循环码转换为二进制码
u S U S cos t
uC U C cos t
U S U m sin
Um U U
2 S 2 C
U C U m cos
US arctg UC
eC kU C sin t cos k U m cos sin t cos
eS kU S sin t sin k U m sin sin t sin
传感器 计 数 门 时基
1S
计 数 器
第十章
光电传感器
计时式（测周）——适用于被测脉冲频率低的情况
传感器
T
时基
f 1M
计 数 门
计 数 器
第十章
光电传感器
一．改变力学系统固有频率的频率传感器
NTS测量 源自路第十章光电传感器
f0
1 2l
T
l
f
N
S
第十章
光电传感器
二．振荡器式频率传感器
R、L、C 传感器
震荡电路
f
第十章
光电传感器
三．压控振荡器式频率传感器
U
f
传感器
压控振荡器
Vcc
直流 放大器
ui
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第十章
光电传感器
四．频率式传感器的基本测量电路 计数式（测频）——适用于被测脉冲频率高的情况
4
定 尺
滑 尺
sin
cos
第十章
光电传感器
二．感应同步器的工作原理
A B C D E A B C D E
第十章
光电传感器
三．感应同步器输出信号的检测
1．鉴相型 对滑尺上正弦、余弦加同频、等幅，但相位相差 90o 的交流激磁电压
u S U m sin t
eS kU m cos t sin
光电传感器
R1 C1 Ri Ci Ci 1
C1
(i 2 ~ n)
R1
C1 R1 Ci Ri Ci 1
R1
(i 2 ~ n)
C1
R2 C2 R2
C2
C3
R3 R3
C3
C4
R4 R4
C4
2．光电式编码器 3．电磁式编码器
第十章
光电传感器
二．脉冲盘式编码器