⑴ 簡述感應同步器的工作原理.感應同步器有哪兩種工作方式
感應同步器是利用電磁原理將線位移和角位移轉換成電信號的一種裝置。根據用途,可將感應同步器分為直線式和旋轉式兩種,分別用於測量線位移和角位移。工作原理 :感應同步器在工作時,如果在其中一種繞組上通以交流激勵電壓,由於電磁耦合,在另一種繞組上就產生感應電動勢。該電動勢隨定尺和滑尺(對長感應同步器而言)的相對位置不同呈正弦、餘弦函數變化。通過對正弦、餘弦函數變化的感應電動勢信號的檢測處理,便可測量出直線位移量(對長感應同步器而言)。
⑵ 數控機床對檢測裝置有何要求檢測裝置分為哪幾類
有 光柵尺,光電脈沖編碼器,感應同步器,旋轉變壓器, 磁柵 ,旋轉編碼器等。
要求 工作可靠, 精度高,解析度高,抗干擾性強.,能滿足速度和精度的要求.,便於安裝調試維修. 成本低.壽命長.
⑶ 感應同步器
位置檢測裝置
一、位置檢測裝置的分類和要求
位置檢測裝置是閉環進給伺服系統的重要組成部分,其精度在很大程度上由位置檢測裝置的進度決定。現在,檢測元件與系統的最高水平:被測部件的最高移動速度240m/min時,檢測位移解析度1um;24m/min時,解析度0.1um;最高解析度可達0.01um。
對位置檢測裝置的要求:
1) 受溫度、濕度的影響小,工作可靠,能長期保持精度,抗干擾能力強;
2) 在機床執行部件移動范圍內,能滿足精度和速度要求;
3) 使用維護方便,適應機床工作環境。
4) 成本低。
(一)數字式和模擬式測量(所獲得的信號不同)
1.數字式測量
將被測量以數字的方式表示。測量信號一般為電脈沖,可直接送到數控裝置進行比較處理和顯示。這樣的檢測裝置有:光柵檢測裝置、脈沖編碼器。裝置比較簡單,抗干擾能力強。
2.模擬式測量
將被測量用連續變數表示。如:電壓的幅值變化、相位變化。對相位變化的量可直接送數控裝置與移相的指令電壓進行比較,對幅值變化的量,可先將其轉換為數字脈沖信號,再送數控裝置進行比較和顯示。這類裝置有:旋轉變壓器、感應同步器。
(二)增量式和絕對式測量(測量方式不同)
1.增量式測量
只測出位移的增量,並用數字脈沖的個數來表示單位位移的數量。
由於位移的距離是由增量值累積求得,所以,一旦某處測量有誤,則其後所得的位移距離都是錯誤的。
由於不能指示絕對坐標位置,當因事故斷電停機檢查,執行部件的位置發生變化後,不能由檢修後的位置直接回到停機時的原位,而要先回到加工程序的起始位置,並計算出起點到停機位置的距離,才能用位移指令,令執行部件移回停機時的位置,以便繼續加工。光柵、脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、磁尺都是增量式檢測裝置。
2.絕對式測量
能測出被測部件在某一絕對坐標系中的絕對坐標值,並以二進制或二十進制數碼信號表示。需要轉換成脈沖數字信號才能送去比較和顯示。有:絕對式脈沖編碼盤、三速式絕對編碼盤。結構復雜,解析度與位移量都受限制。
此外,根據安裝測量位置,有直接測量和間接測量。
⑷ 感應同步器如何在數控機床上應用
感應同步器的工作原理及應用
應同步器與旋轉變壓器一樣,是利用電磁耦合原理,將位移或轉角轉化成電信號的位置檢測裝置。實質上,感應同步器是多極旋轉變壓器的展開形式。感應同步器按其運動形式和結構形式的不同,可分為旋轉式(或稱圓盤式)和直線式兩種。前者用來檢測轉角位移,用於精密轉台,各種回轉伺服系統;後者用來檢測直線位移,用於大型和精密機床的自動定位,位移數字顯示和數控系統中,兩者工作原理和工作方式相同。
(一)感應同步器的結構與工作原理
感應同步器由定子和滑尺兩部分組成。定尺和滑尺通常以優質碳素鋼作為基體,一般選用導磁材料,其膨脹系數盡量與所安裝的主基體相近。定尺與滑尺平行安裝,且保持一定間隙。定尺表面制有連續平面繞組(在基體上用絕緣的粘合劑貼上銅箔,用光刻或化學腐蝕方法製成方形開口平面繞組);在滑尺的繞組周圍常貼一層鋁箔,防止靜電干擾,滑尺上制有兩組分段繞組,分別稱為正弦繞組和餘弦繞組,,這兩段繞組相對於定尺繞組在空間錯開1/4的節距,節距用2τ表示,安裝時定尺組件與滑尺組件安裝在機床的不動和移動部件上,例如工作台和床身,滑尺安裝在機床上,並自然接地。工作時,當在滑尺兩個繞組中的任一繞組加上激勵電壓時,由於電磁感應,在定尺繞組中會感應出相同頻率的感應電壓,通過對感應電壓的測量,可以精確的測量出位移量。
直線式感應同步器的結構原理
滑尺在不同位置時定尺上的感應電壓。在a點時,定尺與滑尺繞組重合,這時感應電壓最大;當滑尺相對於定尺平行移動後,感應電壓逐漸減少,在錯開1/4節距的b點時,感應電壓為零;繼續移至1/2節距的c點時,得到的電壓值與a點相同,但極性相反;在3/4節距時
達到d點,又變為零;再移動一個節距到e點,電壓幅值與a點相同。這樣,滑尺在移動一個節距的過程中,感應電壓變化了一個餘弦波形。由此可見,在勵磁繞組中加上一定的交變勵磁電壓,感應繞組中會感應出相同頻率的感應電壓,其幅值大小隨著滑尺移動作餘弦規律變化。滑尺移動一個節距,感應電壓變化一個周期。感應同步器就是利用感應電壓的變化進行位置檢測的。
(二)感應同步器的應用
與旋轉變壓器一樣,有鑒相式和鑒幅式兩種工作方式,原理亦相同。
(三)感應同步器的特點
(1)精度高。因為定尺的節距誤差有平均自補償作用,所以尺子本身的精度能做得較高。直線感應同步器對機床位移的測量是直接測量,不經過任何機械傳動裝置,測量精度主要取決於尺子的精度。感應同步器的靈敏度(或稱解析度),取決於一個周期進行電氣細分的程度,靈敏度的提高受到電子細分電路中信噪比的限制,只要對線路進行精心設計和採取嚴密的抗干擾措施,可以把電雜訊減到很低,並獲得很高的穩定性。
(2)測量長度不受限制。當測量長度大於250㎜時,可以採用多塊定尺接長,相鄰定尺間隔可用塊規或激光測長儀進行調整,使總長度上的累積誤差不大於單塊定尺的最大偏差。行程為幾米到幾十米的中型或大型機床中,工作台位移的直線測量,大多數採用直線式感應同步器來實現。
(3)對環境的適應較高。因為感應同步器金屬基板和床身鑄鐵的熱脹系數相近,當溫度變化時,還能獲得較高的重復精度,另外,感應同步器是非接觸式的空間耦合器件,所以對尺面防護要求低,而且可選擇耐溫性能良好的非導磁性塗料作保護層,加強感應同步器的抗溫防濕能力。
(4)維護簡單,壽命長。感應同步器的定尺和滑尺互不接觸,因此無任何摩擦,磨損,使用壽命長,且無須擔心元件老化等問題。
(5)抗干擾能力強,工藝性好,成本較低,便於復制和成批生產。
⑸ 數控機床常用的位置檢測裝置有哪些類型有何特點
1)從檢測信號的類型來分可分為數字式或模擬式。同一檢測原件既可以做成數字式,也可以做成模擬式,主要取決於使用方式和測量線路。2)從測量方式可分為增量式與絕對式。增量式檢測的是相對位移量,增量檢測元件是反映相對機床固定參考點的增量值。增量式裝置比較簡單,應用較廣。絕對式檢測是位移的絕對位置,檢測沒有積累誤差,一旦切斷電源後位置信息也不丟失,但結構復雜。3)就檢測元件本身來說,可分為旋轉型和直線型。旋轉型可以採用檢測電動機的旋轉角度來間接測量得工作台的移動量,使用方便可靠,測量精度略低些。直線型就是對機床工作台的直線移動採用的直線檢測,直觀地反映其位移量,所構成的位置檢測系統是全閉環控制系統,其檢測裝置要與行程等長,常用於精度要求較高的中小型數控機床上。
⑹ 感應同步器定尺繞組中感應的總電動勢是滑尺上正弦繞組和餘弦繞組所產生的感應
感應同步器一般有兩極繞組和四極繞組兩種結構形式。兩極繞組旋轉變壓器的定子和轉子各有一對磁極,四極繞組則各有兩對磁極,主要用於高精度的檢測系統。除此之外,還有多極式旋轉變壓器,用於高精度絕對式檢測系統。感應同步器的應用感應同步器是利用兩個平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理製成的。其功能是將角度或直線位移轉變成感應電動勢的相位或幅值,可用來測量直線或轉角位移。按其結構可分為直線式和旋轉式兩種。直線式感應同步器由定尺和滑尺兩部分組成,定尺安裝在機床床身上,滑尺安裝於移動部件上,隨工作台一起移動;旋轉式感應同步器定子為固定的圓盤,轉子為轉動的圓盤。感應同步器具有較高的精度與分辨力、抗干擾能力強、使用壽命長、維護簡單、長距離位移測量、工藝性好、成本較低等優點。直線式感應同步器目前被廣泛地應用於大位移靜態與動態測量中,例如用於三坐標測量機、程式控制數控機床、高精度重型機床及加工中心測量裝置等。旋轉式感應同步器則被廣泛地用於機床和儀器的轉台以及各種回轉伺服控制系統中。位置的檢測位置感測器可用來檢測位置,反映某種狀態的開關,和位移感測器不同。位置感測器有接觸式和接近式兩種。
⑺ 感應同步器感測器有哪幾種各有什麼特點8
摘要 感應同步器是利用電磁原理將線位移和角位移轉換成電信號的一種裝置。根據用途,可將感應同步器分為直線式和旋轉式兩種,分別用於測量線位移和角位移。
⑻ 感應同步器的應用
感應同步器已被廣泛應用於大位移靜態與動態測量中,例如用於三坐標測量機、程式控制數控機床及高精度重型機床及加工中心測量裝置等。
感應同步器利用電磁耦合原理實現位移檢測具有明顯的優勢:可靠性高,抗干擾能力強,對工作環境要求低,在沒有恆溫控制和環境不好的條件下能正常工作,適應於工業現場的惡劣環境;光柵感測器是依靠光電學機理實現位移量檢測,其解析度高,測量精確,安裝使用方便。封閉式的光柵感測器對工作環境適應性強、光柵感測器性能價格比的提高和技術復雜性的降低使其在測長方面有比感應同步器更普遍的應用。
⑼ 感應同步器的結構及用途是什麼#數控機床#
感應同步器
的結構及用途簡介感應同步器也是一種非接觸電磁式測量裝置,它可以測量角位移或直線位移。感應同步器的特點是:感應同步器有許多極,其輸出電壓是許多極感應電壓的平均值,因此檢測裝置本身微小的製造誤差由於取平均值而得到補償,其
測量精度
較高;測量距離長,感應同步器可以採用拼接的方法,增大測量尺寸;對環境的適應性較強,因其利用
電磁感應
原理產生信號,所以抗油、水和灰塵的能力較強;結構簡單,使用壽命長且維護簡單。(1)感應同步器的結構和工作原理感應同步器測量裝置分為直線式和旋轉式兩種。直線式感應同步器由
定尺
和滑尺兩部分組成。(2)感應同步器的工作方式
同
旋轉變壓器
工作方式相似,根據滑尺勵磁繞組
供電方式
的不同,感應同步器的工作狀態可分為相位工作方式和幅值工作方式兩種情況。①相位工作方式(鑒相工作法)
給滑尺的正弦繞組和
餘弦
繞組分別通以同頻、同幅但相位相差的交流勵磁電壓,在相位工作方式中,感應輸出電壓是一個幅值不變的交流電壓。由於耦合系數、勵磁電壓幅值以及頻率均為常數,所以定尺感應電壓只隨空間相位角的變化而變化,即定尺感應電壓與滑尺的位移值有嚴格的對應關系。通過鑒別定尺感應電壓相位,即可測得滑尺和定尺的相對位移量。②幅值工作方式(鑒幅工作方式)
給滑尺的正弦繞組和餘弦繞組分別通以同頻率、同相位但幅值不同的交流勵磁電壓,當滑尺和定尺處於初始位置時,則0。
在滑尺移動過程中,在一個節距內任一0的點稱為節距零點。當定尺、滑尺之間產生相對位移,即改變滑尺位置時,則,使得0。,定尺繞組上的感應電壓實際上是誤差電壓,當滑尺位移量很小時,誤差電壓幅值和呈正比,因此可通過測量的幅值來測定位移量的大小。在幅值工作方式中,每當改變一個位移增量,就有誤差電壓產生。當超過某一預先整定的門檻電平時,就會產生
脈沖信號
,並以此來修正勵磁信號、,使誤差信號重新降到門檻電平以下(相當節距零點),以把位移量轉化為數字量,實現了對位移的測量。
⑽ 感應同步器的定義
①具有較高的精度與分辨力。其測量精度首先取決於印製電路繞組的加工精度,溫度變化對其測量精度影響不大。感應同步器是由許多節距同時參加工作,多節距的誤差平均效應減小了局部誤差的影響。目前長感應同步器的精度可達到±1.5μm,分辨力0.05μm,重復性0.2μm。直徑為300mm的圓感應同步器的精度可達±1″,分辨力0.05″,重復性0.1″。
②抗干擾能力強。感應同步器在一個節距內是一個絕對測量裝置,在任何時間內都可以給出僅與位置相對應的單值電壓信號,因而瞬時作用的偶然干擾信號在其消失後不再有影響。平面繞組的阻抗很小,受外界干擾電場的影響很小。
③使用壽命長,維護簡單。定尺和滑尺,定子和轉子互不接觸,沒有摩擦、磨損,所以使用壽命很長。它不怕油污、灰塵和沖擊振動的影響,不需要經常清掃。但需裝設防護罩,防止鐵屑進入其氣隙。
④可以作長距離位移測量。可以根據測量長度的需要,將若干根定尺拼接。拼接後總長度的精度可保持(或稍低於)單個定尺的精度。目前幾米到幾十米的大型機床工作台位移的直線測量,大多採用感應同步器來實現。
⑤工藝性好,成本較低,便於復制和成批生產。由於感應同步器具有上述優點,長感應同步器目前被廣泛地應用於大位移靜態與動態測量中,例如用於三坐標測量機、程式控制數控機床及高精度重型機床及加工中測量裝置等。圓感應同步器則被廣泛地用於機床和儀器的轉台以及各種回轉伺服控制系統中。