感应同步器的原理及应用

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1、感应同步器工作原理及应用摘要:感应同步器是利用电磁原理将线位移和角位移转换成电信号的一种装置。根据用途，可将感应同步器分为直线式和旋转式两种，分别用于测量线位移和角位移线。将角度或直线位移信号变换为交流电压的位移传感器，又称平面式旋转变压器。它有圆盘式和直线式两种。在高精度数字显示系统或数控闭环系统中圆盘式感应同步器用以检测角位移信号，直线式用以检测线位移。感应同步器广泛应用于高精度伺服转台、雷达天线、火炮和无线电望远镜的定位跟踪、精密数控机床以及高精度位置检测系统中。关键词：感应同步器、原理、应用、直线式、旋转式Abstract:Theinductosynisasystemthatt

2、ransformthelinearandangulardisplacementintoelectricsignalusetheElectromagnetictheory.Accordingtoitsusetheinductosyncanbedividedintothelinearandtherotary,whichisusetomeasurethelinearandtheangular.ThelinearinductosynthattransformthelinearandangulardisplacementintoACVoltageiscalledplanerotarytransf

3、ormer,whichisdividedintotwotypesthanisthelinearandthedisc.IntheprecisiondigitaldisplaysystemorCNCclosed-loopsystem,thediscinductosynisusedtomeasurethesignalofangularandthelinearinductosynisusedtomeasurethesignaloflinear.Theinductosynisalsowidelyusedinthelocationtracking,theprecisionCNCmachinetoo

4、lsandthehigh-precisionpositiondetectionsystemoftheprecisionservoturntable,theradarantenna,theartilleryandtheradioTelescope.Keywords:inductosyntheoryuselinearrotary1.感应同步器的工作原理感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置而变化的原理而进行工作的。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，定尺上是连续绕组，滑尺上是分段绕组，滑尺为正余弦绕组。其绕组布置如图1所示。滑尺上展开分布着两个印刷电路绕组，每个节距相当于绕组空间分布的周

5、期，又称极距，一般为2mm，用2τ表示。滑尺与定尺相互面向平行安装，两者保持0.2mm左右距离。感应同步器的工作原理如图2所示。当定尺绕组加以频率为f，幅值恒定的交流激磁电流I（或电压）时，滑尺两绕组将产生与激磁电流频率相同、幅值随两尺相对位置而变化的感应电势e，滑尺某一绕组与定尺绕组完全重合时，磁通耦合度最大，故该滑尺感应的电势最大；两绕组错开1/4节距（即1/4*2τ=0.5τ）时，滑尺耦合的正负磁通互相抵消，感应电势为零；互相错开1/2节距时，感应的电势与绕组重合时的感应电势幅值相同而相位相反。ooτ/22τuouaoooouA正弦绕组B余弦绕组A(h+0.25)2τ图2感应同步

6、器工作原理理理图1感应同步器绕组布置定尺滑尺设定尺激磁电压u0=Umsinωt，绕组在图12-2所示位置时为位移x的零点，则绕组A的感应电势为UA=kU0cosθ=kUmsinωtcosθ（1）式中，k为耦合系数，相移θ由下式决定：θ=2π*x/2τ=πx/τ（2）故绕组A称为余弦绕组。同理，绕组B的感应电势为UB=kU0sinθ=kUmsinωtsinθ （3）故绕组B称为正弦绕组。上述输出信号是各极输出信号的平均结果，误差可以得到均衡补偿，故精度较高。其信号处理方式可分为鉴相方式和鉴幅方式两种——分别用输出感应电动势的相位或幅值来进行处理。鉴相法——根据感应电势的相位来鉴别位移量。

7、在滑尺的正弦、余弦绕组上供给频率相同、相位差为90°的交流电压励磁即:定尺输出的总感应电势为:通过鉴别感应电动势的相位，例如同励磁电压比相，即可测出定尺和滑尺之间的相对位移。鉴幅法——根据感应电势的幅值来鉴别位移量。在滑尺的正、余弦绕组上施加频率和相位相同、但幅值不同的正弦激励电压，即:定尺输出的总感应电势为:感应同步器相当于调幅器，可由幅值变化测量位移量。2.感应同步器的应用感应同步器具有较高的精度与分辨力较强的抗干扰能力；使用寿命长，维护简