感应同步器容栅谐振式传感器ppt课件.ppt

《感应同步器容栅谐振式传感器ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字式传感器组员介绍苏晓东刘天博王化平冉崇建陈超潘敏合作汇总讲解材料整理目录感应同步器1容栅2谐振式传感器3感应同步器类型特性直线式同步器标准型精度高、可扩展、精度最高窄型精度较高、可扩展、用于安装位置不够宽敞的地方带型精度较低、定尺长度达3m以上、对安装面精度不高旋转式同步器精度高、极数多、易于误差补偿、精度与极数成正比感应同步器由两个平面形印刷电路绕组构成。这两个绕组类似于变压器的初次级绕组，故又称为平面变压器。它是通过两个绕组的互感量随位置变化来检测位移量的。感应同步器作为测量元件：精密机床数字显示、数控机床闭环伺服、射击控制、雷达天

2、线定位等高精度跟踪系统应用广泛。主要用途感应同步器结构直线感应同步器由定尺和滑尺组成。滑尺比定尺短。直线感应同步器感应同步器结构基板厚度为10mm。目前高精度感应同步器多采用非铁磁材料作基板，如采用铝基材料、玻璃等，这些材料没有铁磁物质，可以减小误差和提高精度。绕组：定尺绕组是连续的单相绕组，滑尺绕组是分段绕组，按所处的磁场位置分为正弦绕组s和余弦绕组c，交替排列，各自串联形成正弦和余弦两相绕组。感应同步器结构W2片宽a2间隔b2定尺为连续绕组，节距W2＝2(a2＋b2)，其中a2为导电片宽，b2为片间间隙，定尺节距即为检测周期W，常取W2

3、＝2mm。滑尺为分段绕组，分为正弦和余弦绕组两部分，两绕组的节距都为W1＝2(a1＋b1)，一般取W1＝W2或W1＝2W2/3。2＇121＇l1W1a1b1感应同步器结构旋转式感应同步器•绕组是由辐射状的导片组成。转子上的绕组是单相连续绕组，其径向导片数也就是极数。•定子绕组是分段绕组，分为正弦和余弦两大组，交替排列，各自串联形成两相绕组。•直径越大，精度越高。感应同步器工作原理极距τ是相邻金属片中心线间的距离。节距L=2τ，也称检测周期。正弦绕组s和余弦绕组c相距(K±1/4)L或(K±1/2)τ感应同步器工作原理•定尺绕组通1-10kH

4、z交流电激磁，产生一个多极的脉振磁场。•磁极之间的距离是τ，磁场分布周期是节距L。•脉振磁场在滑尺绕组上产生感应电势，有效值随滑尺位移作周期性变化，周期为节距L。感应同步器工作原理当滑尺处于A位置，即滑尺绕组与定尺绕组完全对应重合，定尺绕组线圈中穿入的磁通最多，则定尺上的感应电压最大。随着滑尺相对定尺做平行移动，穿入定尺的磁通逐渐减少，感应电压逐渐减小。当滑尺移到图中B点位置，与定尺绕组刚好错开1/4节距时，感应电压为零。当只给滑尺上正弦绕组加励磁电压时，定尺感应电压与定、滑尺的相对位置关系如图所示感应同步器工作原理再移动至1/2节距处，即

5、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。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如图中E点，又恢复到初始状态，与A点相同。在定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。感应同步器工作原理滑尺在不同位置时定尺上的感应电压情况正弦绕组单独供电，感应电压与移动距离满足余弦关系余弦绕组单独供电，感应电压与移动距离满足正弦关系感应同步器工作原理若励磁电压u＝Umsinωt(正弦绕组)则定尺绕组产生的感应电势ee＝kUmsinωtcosθ式中，Um—励磁电压

6、幅值(V)ω—励磁电压角频率(rad/s)k—电磁耦合系数，与绕组间最大互感系数有关；θ—滑尺绕组相对定尺绕组在空间的电气相位角；kUm—为感应电压的幅值。感应同步器的信号处理原理滑尺正弦绕组上加激磁电压Us后，与之相耦合的定尺绕组上的感应电压为：Uos=KUScosθ1滑尺余弦绕组上加激磁电压Uc后，与之相耦合的定尺绕组上的感应电压为：Uoc=KUccos（θ1+π/2）=-KUcsinθ1感应同步器的信号处理原理滑尺正、余旋绕组上同时加激磁电压Us、Uc时，根据叠加原理，则与之相耦合的定尺绕组上的总感应电压为：Uo=Uos+Uos=KU

7、Scosθ1－KUcsinθ1K—电磁感应系数θ1—定尺绕组上的感应电压的相位角感应同步器的信号处理原理感应同步器就是利用感应电势的变化，来检测在一个节距W内的位移量，为绝对式测量。设滑尺绕组的节距为2τ，它对应的感应电势按余弦函数规律将变化2π。若滑尺的移动距离为x，则对应于感应电势以余弦函数将变化θ：电气相位角根据滑尺正、余旋绕组上激磁电压Us、Uc供电方式的不同可构成不同检测系统——鉴相型系统和鉴幅型系统。感应同步器的应用方式1）鉴相工作方式根据感应输出电压的相位来检测位移量供给滑尺的正、余弦绕组的激磁信号是频率、幅值相同，相位相差9

8、0°的交流励磁电压Us＝UmsinωtUc=Um（sinωt+π/2）=Umcosωt当滑尺移动x距离时，则定尺上的感应电压为Ud1＝kUscosθ＝kUmsinωtcosθUd