模具数控加工技术教案第次课-次课

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3、的精度。不同的数控机床对测量元件和测量系统的精度要求、允许的最高移动速度各不相同。一般要求测量元件的分辨率（测量元件能测量的最小位移量）在～之内，测量精度为～，运动速度为0～24m/min。数控机床对位置检测装置的要求如下：（1）工作可靠，抗干扰性强（2）满足精度和速度的要求（3）便于安装和维护（4）成本低、寿命长。（二）常用的位置检测装置1．旋转变压器（1）旋转变压器的结构和工作原理旋转变压器一般有两极绕组和四极绕组两种结构形式。两极绕组旋转变压器的定子和转子各有一对磁极，四极绕组则各有两对磁极，主要用于高精度的检测系统。除此之外，还有多极式旋转变压器，用于高精度绝对

4、式检测系统。在实际应用中，考虑到使用的方便性和检测精度等因素，常采用四极绕组式旋转变压器。这种结构形式的旋转变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。a.鉴相工作方式如图2-20所示为四极旋转变压器，给定子的两个绕组分别通以同幅、同频但相位相差π/2的交流励磁电压，即:u1s＝UmSinωtu1c＝Umcosωt（2—1）在转子绕组的其中一个绕组接一高阻抗，它不作为旋转变压器的测量输出，主要起平衡磁场的作用，目的是为了提高测量精度。这两个励磁电压在转子的另一绕组中都产生了感应电压，并叠加在一起，因而转子中的感应电压应为这两个电压的代数和，即：u2＝ku1sSinθ＋ku1

5、ccosθ＝kUmSinωtSinθ＋kUmcosωtcosθ＝kUmcos（2—2）同理，假如转子逆向转动，可得：u2＝kUmcos（2—3）由式（2—1）和（2—2）可见，旋转变压器转子绕组中的感应电势u2与定子绕组中的励磁电压同频率，但相位不同，其差值为θ。而θ角正是被测位移，故通过比较感应电势u2与定子励磁电压输出电压u1c的相位，便可求出θ。b.鉴幅工作方式给定子的两个绕组分别通以同频率、同相位但幅值不同的交变励磁电压，即：u1s＝UsmSinωtu1c＝UcmSinωt（2—4）其中，幅值分别为正弦、余弦函数，即：Usm＝UmSinαUcm＝Umcosα式中

6、α角可改变，称为旋转变压器的电气角。则在转子上的叠加感应电压为：u2＝ku1sSinθ＋ku1ccosθ＝kUmSinαSinωtSinθ＋kUmcosαSinωtcosθ＝kUmcosSinωt如果转子逆向转动，可得：u2＝kUmcosSin2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创11/11精品文档ωt由上式（2－5）和（2－6）可得，转子感应电压的幅值随转子的偏转角θ而变化，测量出幅值即可求得转角θ。在实际应用中，应根据转子误差电压的大小，不断修改励磁信号中的α角（即励磁幅值），使其跟踪θ的变化。（2）旋转变压器的应用由于旋转变压器具有结构简单、动

7、作灵敏、工作可靠、对环境条件要求低、输出信号幅度大、抗干扰能力强和测量精度一般等特点，所以在连续控制系统中得到普遍应用，一般用于精度要求不高的数控机床上。2．感应同步器感应同步器也是一种非接触电磁式测量装置，它可以测量角位移或直线位移。感应同步器的特点是：感应同步器有许多极，其输出电压是许多极感应电压的平均值，因此检测装置本身微小的制造误差由于取平均值而得到补偿，其测量精度较高；测量距离长，感应同步器可以采用拼接的方法，增大测量尺寸；对环境的适应性较强，因其利用电磁感应原理产生信号，所以抗油、水和灰尘的能力较强；结构简单，使用寿命长且维护