数控_11(检测3)

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1、5.4磁尺位置检测装置组成：磁性标尺、磁头和检测电路组成。原理：利用录磁原理将一定周期变化的方波、正弦波或脉冲电信号，用录磁磁头记录在磁性标尺的磁膜上，作为测量的基准。检测时，用拾磁磁头将磁性标尺上的磁信号转换成电信号，经过检测电路处理后，用以计量磁头相对磁尺之间的位移量。分类：直线和圆形磁尺，分别用于直线和角度位移的测量。特点：1）制造简单，安装调整方便；2）对使用环境的条件要求较低；3）对周围磁场的抗干扰能力较强；4）在油污、粉尘较多的地方使用有好的稳定性。磁尺位置检测装置5.4.1磁性标尺

2、磁性标尺是在非导磁材料如铜、不锈钢、玻璃或其他合金材料的基体上，用涂敷、化学沉积或电镀一层10～20um的导磁材料（Ni-Co或Fe-Co合金），在它的表面上录制相等节距周期变化的磁信号。为了防止磁头对磁性膜的磨损，通常在磁性膜上涂一层厚1～2mm的耐磨塑料保护层。磁性标尺：磁尺按基本形状分为平面实体形磁尺一般长度为600mm带状磁尺基体厚0.2mm，宽70mm线状磁尺长度小于1.5m，套装在磁头内圆形磁尺做成磁盘状，检测角位移表面录有相等节距（一般为0.05，0.1，0.2，1mm）周期变化的磁信号

3、。返回下一页上一页圆型磁尺5.4.2磁头磁头是进行磁电转换的变换器，它把反映空间位置的磁信号输送到检测电路中去。普通录音机上的磁头输出电压幅值与磁通变化率成比例，属于速度响应型磁头。根据数控机床的要求，为了在低速运动和静止时也能进行位置检测，必须采用磁通响应型磁头。速度响应型磁头磁通响应型磁头磁通响应型磁头原理：在速度响应型磁头的铁心回路中，加入带有激磁线圈的饱和铁心，在激磁线圈中通以高频激磁电流，使读取线圈的输出信号振幅受到调制。两个磁回路：绕有激磁线圈的密封磁回路叫激磁回路；绕有读取线圈的磁回

4、路叫读取回路。读取回路中的磁通受磁尺上的漏磁大小和激磁回路磁饱和状态影响。当激磁回路的铁心处在磁饱和状态时，铁心磁阻无穷大，无论磁尺的漏磁有多大，读取回路都无磁力线通过，这时无输出信号。当激磁电流处在峰值时，激磁回路处在磁饱和状态，这时输出为零；当激磁电流从峰值变化到零时，读取回路能够检测到磁尺上的漏磁，线圈的输出端有输出。磁尺上的漏磁是按正弦规律变化的，若磁化节距为λ，最大漏磁为Ф0，则x处的漏磁Ф为：5.4.3检测线路磁尺检测是模拟量测量，必须和检测电路相配合才能检测。它由激磁电路、读取信

5、号滤波、放大、整形、倍频、细分、数字化和计数等线路组成。检测方法不同，可分为鉴幅、鉴相两种。1鉴幅型系统工作原理两组磁头通以同频、同相、同幅值的激磁电流，由于两组磁头的安装位置相差（n+1/4）λ,因此检波整形后的方波相差90°相位。得：将其中一组方波微分变成脉冲信号，另一组方波作为与门G1、G2的开门信号，送入计数器计数，则可把检测信号数字化。鉴幅电路检测的脉冲数等于磁头在磁尺上移动的节距数。其分辨率受录磁节距限制，为进一步提高分辨率要采用复杂的倍频电路，故不常采用。2鉴相型系统工作原理两组通以同频

6、、同幅值但相位相差π/4的激磁电流，两组磁头的安装位置相差（n+1/4）λ。输出为出电压为：u的相位与x有关，将它放大整形变成方波后，进入鉴相电路，在鉴相电路中，把它和基本方波的相位相比较，u1、u2在求和的电路中相加得鉴相内插电路原理图若相位不同，则在两方波的上升沿之间插入频率为2MHz的脉冲；两波相位差越大，插入脉冲越多，两波相位差为零，无插入脉冲，这样就可检测位移量x的值，检测精度可达1~0.1µm。下一页上一页返回3多间隙磁头使用单个磁头的输出信号很小，实际使用中常将几个到几十个磁头以一定的方

7、式联接起来，组成多间隙磁头。多间隙磁头中的每一个磁头都以相同的间距λm/2配置，相邻两个磁头的输出绕组反向串接。如图（多间隙磁头）5.5旋转变压器位移检测装置旋转变压器是一种角度测量元件，它是一种小型交流电机。组成：在结构上与两相绕组式异步电动机相似，由定子和转子组成，定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。激磁电压接定子绕组，激磁频率通常为400Hz、500Hz、1000Hz、3000Hz、5000Hz；特点：1）结构简单、动作灵敏；2）对环境无特殊要求，维护方便；3）输出信号幅度大，抗干扰

8、性强，工作可靠。旋转变压器结构简图5.5.1组成及工作原理1—转子轴，2—外壳，3—定子，4—定子绕组，5—附加变压器一次线圈，6—附加变压器转子，7—转子绕组，8—转子，9—附加变压器二次线圈，10-附加变压器定子工作原理：当激磁电压U1加到定子绕组时，通过电磁耦合，转子绕组中将产生感应电压，由于转子是可以旋转的，当转子绕组磁轴转到与定子绕组磁轴垂直时，如图所示，激磁磁通不穿过转子绕组的横截面，因此，感应电压U2为0。当转子绕组磁轴自垂直位置转过任意角