第九节 第九节 感应同步器 感应同步器 z慨述 z工作原理 z信号处理方式 z设计举例 返回 慨述 慨述 z原理：两个平面形绕组的互感随位置不同而变化 长感应同步器测量直线位移 圆感应同步器测量转角位移 工艺方法：用绝缘粘贴剂把铜箔粘牢在金属（或玻 璃）基板上，然后按设计要求腐蚀成不同曲折形状的 平面绕组。这种绕组称为印制电路绕组 返回上一页下一页 长感应同步器示意图 长感应同步器示意图 定 定 尺 尺 转 转 尺 尺 返回上一页下一页 圆感应同步器示意图 圆感应同步器示意图 a﹚定子b﹚转子 返回上一页下一页 感应同步器的优点 感应同步器的优点 ①具有较高的精度与分辨力 ②抗干扰能力强 ③使用寿命长，维护简单 ④可以作长距离位移测量 ⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产 返回上一页下一页 应用 应用 z长感应同步器 被广泛地应用于大位移静态与动态测量中，例 如用于三坐标测量机、程控数控机床及高精度 重型机床及加工中测量装置等。 z圆感应同步器 被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转 伺服控制系统中 返回上一页下一页 工作原理 工作原理 通 电 矩 形 线 圈 中 的 磁 场 分 布 脉振磁场:空间位置固定、而大小随时间变化的磁场 返回上一页下一页 结 结 论 论 z感应同步器可以看做一个耦合系数随相对 位移变化的变压器， z输出电动势与位移具有正弦、余弦的关系 利用电路对感应电动势进行适当的处理， 就可以把被测位移显示出来 返回上一页下一页 励磁方式 励磁方式 z一类以滑尺（或定子）励磁，由定尺 （或转子）取出感应电动势信号； z一类以定尺（或转子）励磁，由滑尺 （或定子）取出感应电动势信号 z目前在实用中多数用前一类励磁方式 返回上一页下一页 信号处理方式 信号处理方式 z鉴相方式：用输出感应电动势的相位来 进行处理 z鉴幅方式：用输出感应电动势的幅值来 进行处理 返回上一页下一页 1.鉴相方式 鉴相方式 正弦绕组励磁电压 余弦绕组励磁电压 感应出电动势 定尺总感应电动势 tUu ms ωsin= tUu mc ωcos?= tWxUke mvs ωπ cos)/2sin(= tWxUke mvc ωπ sin)/2cos(= )sin( xmvcs tUkeee θω +=+= 返回上一页下一页 W x x π θ 2 = 感应电动势的相位角 在一个节距内与定尺和滑尺的相对位移x有一一对应关系 每经过一个节距W，变化一个周期2π 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 返回上一页下一页 鉴幅方式 鉴幅方式 tUu ss ωsin= 两相绕组交流励磁电压 定尺绕组上感应出电动势 定尺的总感应电动势 tUu cc ωsin?= tWxUke svs ωπ cos)/2sin(= tWxUke cvc ωπ cos)/2cos(?= )cossin(cos xcxsvcs UUtkeee θθω ?=+= 返回上一页下一页 采用函数变压器使励磁电压幅值 dms UU θcos= dmc UU θsin= θd为励磁电压的电相角 感应电动势可写成 )sin(cos )cossinsin(coscos dxmv xdxdmv tUk tUke θθω θθθθω ?= ?= 在原始状态时，θ d ＝θ x ，则e = 0 滑尺相对定尺有一位移，则感应电动势增量为 tWxUktUke mvxmv ωπωθ cos)/?2(cos?sin ≈= 返回上一页下一页