自動檢測課件

1、LOGO第一章第一章 位移檢測位移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系 制作制作廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作第一章第一章 自動檢測技術(shù)基礎(chǔ)自動檢測技術(shù)基礎(chǔ) 本章主要介紹直線位移和角位移（轉(zhuǎn)速）的檢本章主要介紹直線位移和角位移（轉(zhuǎn)速）的檢測，內(nèi)容包括一個項目和二個拓展實訓(xùn)，通過項測，內(nèi)容包括一個項目和二個拓展實訓(xùn)，通過項目和拓展實訓(xùn)掌握位移檢測的常用傳感器?；灸亢屯卣箤嵱?xùn)掌握位移檢測的常用傳感器。基本知識主要介紹電位器式、光電式、感應(yīng)同步器、知識主要介紹電位器式、光電式、感應(yīng)同步器、光柵傳感器、光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器等傳感器。光柵傳感器、光

2、電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器等傳感器。項目主要介紹用光電編碼器測機(jī)床主軸的方法和項目主要介紹用光電編碼器測機(jī)床主軸的方法和步驟。步驟。 拓展實訓(xùn)是對本章基本知識的補(bǔ)充應(yīng)用，實拓展實訓(xùn)是對本章基本知識的補(bǔ)充應(yīng)用，實訓(xùn)內(nèi)容為用光柵傳感器測機(jī)床工作臺位移和旋轉(zhuǎn)訓(xùn)內(nèi)容為用光柵傳感器測機(jī)床工作臺位移和旋轉(zhuǎn)變壓器測電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。變壓器測電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作v 項目目的 1）掌握位移傳感器的原理和應(yīng)用 2）掌握機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的測量2. 項目條件 1）光

3、電編碼器 2）三菱FX2N系列PLC、FXGPWIN3.3軟件、主電機(jī)3. 項目內(nèi)容及要求 切紙機(jī)完成的最基本動作是把待裁切的材料送到指定位置，然后進(jìn)行裁切。其控制的核心是一個單軸定位控制。應(yīng)用光電編碼器來實現(xiàn)對機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速測量，達(dá)到單軸定位的控制。 一一. 項目介紹項目介紹 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作二、基本知二、基本知識識主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.1.掌握電位器式傳感器的工作原理及應(yīng)用。掌握電位器式傳感器的工作原理及應(yīng)用。 2.2.掌握光電式傳感器的種類、工作原理及應(yīng)用。掌握光電式傳感器的種類、工作原理及應(yīng)用

4、。3.3.掌握光電編碼器的工作原理及應(yīng)用。掌握光電編碼器的工作原理及應(yīng)用。4.4.掌握光柵傳感器的工作原理及應(yīng)用。掌握光柵傳感器的工作原理及應(yīng)用。5.5.了解旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器的工作原理及應(yīng)用。了解旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器的工作原理及應(yīng)用。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作3.2.1 3.2.1 電阻式位移傳感器電阻式位移傳感器 電阻式傳感器電阻式傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一是把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種傳感器種傳感器, , 按工作的原理可分為按工作的原理可分為: :變阻器式、電阻應(yīng)變式、變阻器式、電阻應(yīng)變式、熱

5、敏式、光敏式、電敏式熱敏式、光敏式、電敏式.本章講述變阻器式，又稱為電位器式傳感器。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 等效電路分析等效電路分析: :xLL-L-變阻器總長變阻器總長; ;x-x-電刷移動量電刷移動量. .R-R-總電阻總電阻; ; R RL L電刷電阻電刷電阻; ;R=K*ll=R/KEE1Lx=RRL=EE1x=L*E1 / E項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作(2) (2) 變阻器式傳感器的性能參數(shù)變阻器式傳感器的性能參數(shù):

6、: 1) 1)線性線性( (或曲線的一致性或曲線的一致性); 4); 4)移動或旋轉(zhuǎn)角度范圍移動或旋轉(zhuǎn)角度范圍; ; 2) 2) 分辨率分辨率; 5); 5)電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù); ; 3) 3)整個電阻值的偏差整個電阻值的偏差; 6); 6)壽命壽命; ;(3)(3)變阻器式傳感器的分類變阻器式傳感器的分類按測量類型：按測量類型：單圈電位器單圈電位器多圈電位器多圈電位器直線滑動式電位器直線滑動式電位器項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作按制作方式：按制作方式：線繞電位器線繞電位器導(dǎo)電塑料電位器導(dǎo)電塑料電位器普通塑料基

7、底普通塑料基底導(dǎo)電導(dǎo)電材料粉材料粉項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作變阻器式傳感器產(chǎn)品變阻器式傳感器產(chǎn)品項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作應(yīng)用案例應(yīng)用案例1 1：重量的自動檢測重量的自動檢測-配料設(shè)備配料設(shè)備 比較比較重量設(shè)定原材料原材料原理：彈簧原理：彈簧-力力-位移位移 -電位器電位器-電阻電阻項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作應(yīng)用案例應(yīng)用案例2 2：煤氣包儲量檢測煤氣包

8、儲量檢測煤氣包煤氣包鋼絲鋼絲原理：鋼絲原理：鋼絲-收線圈數(shù)收線圈數(shù) -電位器電位器 -電阻電阻項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作應(yīng)用案例應(yīng)用案例3：電位器測量電位器測量布料張力布料張力項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作應(yīng)用案例應(yīng)用案例4：行程控制行程控制項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作案例案例5 5：玩具機(jī)器人玩具機(jī)器人原理：電機(jī)原理：電機(jī)-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 -電位器電位器 -電阻

9、電阻項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串能量為hf 的光子的轟擊，組成這物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。 一、外光電效應(yīng)：在光線的作用下能使一、外光電效應(yīng)：在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，基于外光電效應(yīng)的光電元件有紫外應(yīng)，基于外光電效應(yīng)的光電元件有紫外光電管、光電倍增管、光電攝像管等。光電管、光電倍增管、光電攝像管等。二、內(nèi)光電效應(yīng)：在光線的作用下能使二、內(nèi)光電效應(yīng)：在光線的作用下能使物體的電阻

10、率改變。光敏電阻、光敏二物體的電阻率改變。光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管和光每晶閘管。極管、光敏三極管和光每晶閘管。三、光生伏特效應(yīng)：物體產(chǎn)生一定方向三、光生伏特效應(yīng)：物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象。光電池電動勢的現(xiàn)象。光電池項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測3.2.2光電傳感器光電傳感器廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 當(dāng)入射紫外線照射在紫外管陰極板上時，電子克服金屬表面對它的束縛而逸出金屬表面，形成電子發(fā)射。紫外管多用于紫外線測量、火焰監(jiān)測等。 紫外線紫外線項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗

11、華制作劉麗華制作 當(dāng)光敏電阻受到光照時， 阻值減小。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 當(dāng)光敏電阻受到光照時，光生電子空穴對增加，阻值減小，電流增大。暗電流（越小越好）暗電流（越小越好）項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光敏二極管 將光敏二極管的PN 結(jié)設(shè)置在透明管殼頂部的正下方，光照射到光敏二極管的PN結(jié)時，電子-空穴對數(shù)量增加，光電流與照度成正比。 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制

12、作劉麗華制作紅外發(fā)射、接收對管外形紅外發(fā)射、接收對管外形 紅外發(fā)射管紅外發(fā)射管紅外接收管紅外接收管項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光敏二極管的反向光敏二極管的反向偏置接法偏置接法 在沒有光照時，由于二極管反向偏置，所以反向電流很小，這時的電流稱為暗電流，相當(dāng)于普通二極管的反向飽和漏電流。當(dāng)光照射在二極管的PN結(jié)（又稱耗盡層）上時，在PN結(jié)附近產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)量也隨之增加，光電流也相應(yīng)增大，光電流與照度成正比。 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制

13、作 在沒有光照時，由于二極管反向偏置，反向電流（暗電流）很小。 當(dāng)當(dāng)光照增加光照增加時，時，光電流光電流I與光照度成正與光照度成正比關(guān)系。比關(guān)系。 光敏光敏二二極管的極管的反向偏反向偏置接法置接法UO+光照光照項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光敏三極管 光敏三極管有兩個PN結(jié)。與普通三極管相似，有電流增益，靈敏度比光敏二極管高。多數(shù)光敏三極管的基極沒有引出線，只有正負(fù)（c、e）兩個引腳，所以其外型與光敏二極管相似，從外觀上很難區(qū)別。 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

14、 劉麗華制作劉麗華制作光敏三極管外形 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光敏三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)光敏三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu) a) 內(nèi)部組成 b)管芯結(jié)構(gòu) c）結(jié)構(gòu)簡化圖 1集電極引腳 2管芯 3外殼 4玻璃聚光鏡 5發(fā)射極引腳 6N+ 襯底 7N型集電區(qū) 8SiO2保護(hù)圈 9集電結(jié) 10P型基區(qū) 11N型發(fā)射區(qū) 12發(fā)射結(jié) 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光電特性 0光照光照 光電流光敏光敏 三極管三極管光敏光敏 二極管二極管3000lx4mA請判斷靈敏度的高

15、低請判斷靈敏度的高低0.3mA請計算當(dāng)請計算當(dāng)E=100lx時，光敏二極管的光電流時，光敏二極管的光電流I IE廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光敏晶閘管 光敏晶閘管有三個引出電極，即陽極a、陰極k和門極g 。它的頂部有一個玻璃透鏡，光敏晶閘管的陽極與負(fù)載串聯(lián)后接電源正極，陰極接電源負(fù)極，門極可懸空。當(dāng)有一定照度的光信號通過玻璃窗口照射到正向阻斷的PN結(jié)上時，將產(chǎn)生門極電流，從而使光敏晶閘管從阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通后，即使光照消失，光敏晶閘管仍維持導(dǎo)通。要切斷已觸發(fā)導(dǎo)通的光敏晶閘管，必須使陽極與陰極的電壓反向，或使負(fù)載電流小于其維持電流。光敏晶閘管的特點(diǎn)是：導(dǎo)

16、通電流比光敏三極管大得多，工作電壓有的可達(dá)數(shù)百伏，因此輸出功率大，可用于工業(yè)自動檢測控制。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光敏晶閘管外形光敏面akgRgVcc項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作基于光生伏特效應(yīng)的光電元件 光電池 在N型襯底上制造一薄層P型層作為光照敏感面，就構(gòu)成最簡單的光電池。當(dāng)入射光子的能量足夠大時，P型區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生一對光生電子空穴對， 光生 電子空穴對的的擴(kuò)散運(yùn)動使電子通過漂移運(yùn)動被拉到N型區(qū)，空穴留在P區(qū)，所以N區(qū)

17、帶負(fù)電，P區(qū)帶正電。如果光照是連續(xù)的，經(jīng)短暫的時間，PN結(jié)兩側(cè)就有一個穩(wěn)定的光生電動勢輸出。 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光電池光電池外形外形光敏面光敏面項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作能提供較大電流的大面積光電池能提供較大電流的大面積光電池外形外形項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作其他光電池及在照度測量中的應(yīng)用柔光罩下面為圓形光電池柔光罩下面為圓形光電池廣州鐵路職業(yè)

18、技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光電池在動力方面的應(yīng)用太陽能賽車太陽能賽車太陽能電動機(jī)模型太陽能電動機(jī)模型太陽能太陽能 硅光電池板硅光電池板項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光電池在動力方面的應(yīng)用（續(xù)）太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作應(yīng)用案例應(yīng)用案例1：光電管應(yīng)用于吸收式煙塵濁度監(jiān)測儀：光電管應(yīng)用于吸收式煙塵濁度監(jiān)測儀項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測 為了提高檢測靈敏度，采用為了提高檢測靈敏度，

19、采用具有高增益、高輸入阻抗、具有高增益、高輸入阻抗、低零漂、高共模抑制比的運(yùn)低零漂、高共模抑制比的運(yùn)算放大器，對信號進(jìn)行放大。算放大器，對信號進(jìn)行放大?？潭刃Ｕ挥脕磉M(jìn)行調(diào)零與刻度校正被用來進(jìn)行調(diào)零與調(diào)滿刻度，以保證測試的準(zhǔn)調(diào)滿刻度，以保證測試的準(zhǔn)確性。顯示器用來顯示濁度確性。顯示器用來顯示濁度瞬時值。報警電路由多諧振瞬時值。報警電路由多諧振蕩器組成，當(dāng)運(yùn)算放大器輸蕩器組成，當(dāng)運(yùn)算放大器輸出濁度信號超過規(guī)定值時，出濁度信號超過規(guī)定值時，多諧振蕩器工作，輸出信號多諧振蕩器工作，輸出信號經(jīng)放大后推動揚(yáng)聲器發(fā)出報經(jīng)放大后推動揚(yáng)聲器發(fā)出報警信號。警信號。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華

20、制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測 燈光亮度自動控制原理應(yīng)用案例應(yīng)用案例2：光敏電阻應(yīng)用于燈光亮度自動控制：光敏電阻應(yīng)用于燈光亮度自動控制廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作應(yīng)用案例應(yīng)用案例3：光電池應(yīng)用于測光文具盒：光電池應(yīng)用于測光文具盒項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 電路中采用電路中采用2CR11硅光電池作為測光傳感硅光電池作為測光傳感器，它被安裝在文具盒的表面，直接感受光的強(qiáng)器，它被安裝在文具盒的表面，直接感受光的強(qiáng)弱。采用兩個發(fā)光二極管作為光照強(qiáng)弱的指示。弱

21、。采用兩個發(fā)光二極管作為光照強(qiáng)弱的指示。當(dāng)光照度小于當(dāng)光照度小于100lx 時，光電池產(chǎn)生的電壓較小，時，光電池產(chǎn)生的電壓較小，半導(dǎo)體管壓降較大或處于截止?fàn)顟B(tài)，兩個發(fā)光二半導(dǎo)體管壓降較大或處于截止?fàn)顟B(tài)，兩個發(fā)光二極管都不亮；當(dāng)光照度在極管都不亮；當(dāng)光照度在100lx200lx 之間之間時，發(fā)光二極管時，發(fā)光二極管VD2點(diǎn)亮，表示光照度適中；當(dāng)點(diǎn)亮，表示光照度適中；當(dāng)光照度大于光照度大于2001x 時，光電池產(chǎn)生的電壓較高，時，光電池產(chǎn)生的電壓較高，半導(dǎo)體管壓降較小，此時兩個發(fā)光二極管均點(diǎn)亮，半導(dǎo)體管壓降較小，此時兩個發(fā)光二極管均點(diǎn)亮，表示光照太強(qiáng)了。借助測光表調(diào)節(jié)電位器表示光照太強(qiáng)了。借助測光

22、表調(diào)節(jié)電位器RP和和R*可使電路滿足上述要求?？墒闺娐窛M足上述要求。 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光電式轉(zhuǎn)速傳感器光電式轉(zhuǎn)速傳感器項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)移檢測 從光源發(fā)射的光，通過開孔盤和縫隙照射到光敏元件上，使光敏元件感光。開孔盤上開有一定數(shù)量的小孔，當(dāng)開孔盤轉(zhuǎn)動一周，光敏元件感光的次數(shù)與盤的開孔數(shù)相等，因此產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的電脈沖信號。假設(shè)圓盤開孔數(shù)目為N，時間間隔T,計數(shù)脈沖數(shù)總數(shù)為n.則V=n/(N*T) 。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸

23、轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測3.2.3 感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器 利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化成電信號的位置檢測裝置。成電信號的位置檢測裝置。 感應(yīng)同步器按其運(yùn)動形式和結(jié)構(gòu)形式感應(yīng)同步器按其運(yùn)動形式和結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為旋轉(zhuǎn)式（或稱圓盤式）和的不同，可分為旋轉(zhuǎn)式（或稱圓盤式）和直線式兩種。前者用來檢測轉(zhuǎn)角位移，用直線式兩種。前者用來檢測轉(zhuǎn)角位移，用于精密轉(zhuǎn)臺，各種回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)；后者用于精密轉(zhuǎn)臺，各種回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)；后者用來檢測直線位移，用于大型和精密機(jī)床的來檢測直線位移，用于大型和精密機(jī)床的自動定位，位移數(shù)字顯示和數(shù)控系統(tǒng)中，自動定位，位移數(shù)字顯示和數(shù)控系統(tǒng)中，

24、兩者工作原理和工作方式相同。兩者工作原理和工作方式相同。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 感應(yīng)同步器由定子和滑尺兩部分組成。感應(yīng)同步器由定子和滑尺兩部分組成?；呱现朴袃山M分段繞組，分別稱為正弦繞組滑尺上制有兩組分段繞組，分別稱為正弦繞組和余弦繞組，這兩段繞組相對于定尺繞組在空和余弦繞組，這兩段繞組相對于定尺繞組在空間錯開間錯開1/4的節(jié)距，節(jié)距用的節(jié)距，節(jié)距用2表示，安裝時表示，安裝時定尺組件與滑尺組件安裝在機(jī)床的不動和移動定尺組件與滑尺組件安裝在機(jī)床的不動和移動部件上，部件上，廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州

25、鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測 例如工作臺和床身，滑尺安裝例如工作臺和床身，滑尺安裝在機(jī)床上，并自然接地。工作時，當(dāng)在機(jī)床上，并自然接地。工作時，當(dāng)在滑尺兩個繞組中的任一繞組加上激在滑尺兩個繞組中的任一繞組加上激勵電壓時，由于電磁感應(yīng)，在定尺繞勵電壓時，由于電磁感應(yīng)，在定尺繞組中會感應(yīng)出相同頻率的感應(yīng)電壓，組中會感應(yīng)出相同頻率的感應(yīng)電壓，通過對感應(yīng)電壓的測量，可以精確的通過對感應(yīng)電壓的測量，可以精確的測量出位移量。測量出位移量。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測感應(yīng)

26、同步器的感應(yīng)同步器的特點(diǎn)特點(diǎn)：具有較高的精度與分辨力。具有較高的精度與分辨力。 抗干擾能力強(qiáng)?？垢蓴_能力強(qiáng)。 使用壽命長，維護(hù)簡單。使用壽命長，維護(hù)簡單。 可以作長距離位移測量?？梢宰鏖L距離位移測量。 工藝性好，成本較低，便于復(fù)制和成批生產(chǎn)。工藝性好，成本較低，便于復(fù)制和成批生產(chǎn)。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作3.2.4 光柵傳感器 一、光柵的類型和結(jié)構(gòu) 計量光柵可分為透射式光柵和反射計量光柵可分為透射式光柵和反射式光柵兩大類，均由光源、光柵副、光式光柵兩大類，均由光源、光柵副、光敏元件三大部分組成。計量光柵按形狀敏元件三大部分組成。計量光柵按形狀又可分為長光

27、柵和圓光柵。又可分為長光柵和圓光柵。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作尺身尺身尺身安裝孔尺身安裝孔 反射式掃描頭反射式掃描頭 （與移動部件固定）（與移動部件固定）掃描頭安裝孔掃描頭安裝孔可移動電纜可移動電纜光柵的外形及結(jié)構(gòu)防塵保護(hù)罩的內(nèi)部為長磁柵防塵保護(hù)罩的內(nèi)部為長磁柵項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作掃描頭掃描頭（與移動部件固定）（與移動部件固定）光柵尺光柵尺可移動電纜可移動電纜項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作反射

28、式光柵項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作透射式光柵項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作透射式圓光柵固定固定項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測 在透射式直線光柵中，把主光柵與指示光柵的刻線面相對疊在透射式直線光柵中，把主光柵與指示光柵的刻線面相對疊合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線保持很小的夾合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩者的柵線保持很小的

29、夾角角。在兩光柵的刻線重合處，光從縫隙透過，形成亮帶；在兩。在兩光柵的刻線重合處，光從縫隙透過，形成亮帶；在兩光柵刻線的錯開處，由于相互擋光作用而形成暗帶。光柵刻線的錯開處，由于相互擋光作用而形成暗帶。 光柵的刻線寬度光柵的刻線寬度W莫爾條紋的莫爾條紋的寬度寬度L L LW/ ，（為主為主光柵和光柵和指示光柵刻線的指示光柵刻線的夾角，弧度）夾角，弧度） 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作莫爾條紋演示項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為50

30、，主，主光柵與指示光柵的夾角光柵與指示光柵的夾角 =1.8 ，則：，則： 分辨力分辨力 =柵距柵距W =1mm/50=0.02mm=20 m （由于柵距很小，（由于柵距很小，因此無法觀察光強(qiáng)的變化）因此無法觀察光強(qiáng)的變化） 莫爾條紋的莫爾條紋的寬度是柵距的寬度是柵距的32倍：倍： L W/ = 0.02mm/（1.8 *3.14/180 ） = 0.02mm/0.0314 = 0.637mm 由于較大，因此可以用小面積的光電池由于較大，因此可以用小面積的光電池“觀察觀察”莫爾條紋莫爾條紋光強(qiáng)的變化光強(qiáng)的變化。 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)

31、院 劉麗華制作劉麗華制作光柵的輸出信號（TTL）余弦信號余弦信號（超前）（超前）正弦信號正弦信號零位信號零位信號項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光柵輸出信號（電壓正弦波）細(xì)分點(diǎn)細(xì)分點(diǎn)余弦信號余弦信號正弦信號正弦信號零位信號零位信號項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作脈沖細(xì)分 細(xì)分技術(shù)能在不細(xì)分技術(shù)能在不增加光柵刻線數(shù)及價增加光柵刻線數(shù)及價格的情況下提高光柵格的情況下提高光柵的分辨力。細(xì)分前，的分辨力。細(xì)分前，光柵的分辨力只有一光柵的分辨力只有一個柵

32、距的大小。采用個柵距的大小。采用4 4細(xì)分技術(shù)后，計數(shù)細(xì)分技術(shù)后，計數(shù)脈沖的頻率提高了脈沖的頻率提高了4 4倍，相當(dāng)于原光柵的倍，相當(dāng)于原光柵的分辨力提高了分辨力提高了3 3倍，倍，測 量 步 距 是 原 來 的測 量 步 距 是 原 來 的1/41/4，較大地提高了，較大地提高了測量精度。測量精度。細(xì)分前細(xì)分前細(xì)分后細(xì)分后廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光柵細(xì)分舉例 有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為有一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為50，細(xì)，細(xì)分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)為4細(xì)分細(xì)分，則：，則： 分辨力分辨力 =W /4 =（1mm/50）/4=0.005mm=5 m 采用細(xì)分技術(shù)，采用細(xì)

33、分技術(shù)，在不增加光柵在不增加光柵刻線數(shù)刻線數(shù)（成本）的情況下，將分辨力提高了（成本）的情況下，將分辨力提高了3倍。倍。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 如果傳感器只安裝一套光電元件，則在實際應(yīng)用中，無論光柵作正向移動還是反向移動，光敏元件都產(chǎn)生相同的正弦信號，無法分辨位移的方向。 例：某例：某1024p/r 圓光柵，正轉(zhuǎn)圓光柵，正轉(zhuǎn)10圈，反圈，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 4 圈，若不采取辨向措施，則計數(shù)器將圈，若不采取辨向措施，則計數(shù)器將錯誤地得到錯誤地得到14336個脈沖，而正確值為：個脈沖，而正確值為：(104)10246144個脈

34、沖。個脈沖。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作正向運(yùn)動產(chǎn)生加法脈沖 正向運(yùn)動時，與門IC2無“減”計數(shù)脈沖輸出。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作為光柵設(shè)計的專用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器（光柵計數(shù)卡） 內(nèi)部包含以下電路：放大、整形、內(nèi)部包含以下電路：放大、整形、細(xì)分、辨向、報警、阻抗變換等。細(xì)分、辨向、報警、阻抗變換等。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作為光柵設(shè)計的專用信號處理單元 （光柵插補(bǔ)器）功能同上頁功能同上頁廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光

35、柵在機(jī)床上的安裝位置（2個自由度）廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光柵在機(jī)床上的安裝位置（3個自由度）數(shù)顯表數(shù)顯表廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光柵在機(jī)床上的安裝位置 （3個自由度）（續(xù)）廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作2自由度光柵數(shù)顯表X位移位移顯示顯示Z（Y）位移）位移顯示顯示廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作3自由度光柵數(shù)顯表項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作防護(hù)罩內(nèi)為直線光柵防護(hù)罩內(nèi)為直線光柵光

36、柵掃描頭光柵掃描頭被加工工件被加工工件切削刀具切削刀具角編碼器角編碼器安裝在夾安裝在夾具的端部具的端部項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作3.2.5 光電編碼器 信號航空插頭（參考德國沃申道夫公司資料）（參考德國沃申道夫公司資料）編碼器外形項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作角編碼器外形 拉線式拉線式角編角編碼器利用線輪，碼器利用線輪，能將直線運(yùn)

37、動轉(zhuǎn)能將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作其他角編碼器外形（參考德國圖爾克傳感與自動化技術(shù)專業(yè)公司）項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作一、絕對式編碼器一、絕對式編碼器 絕對式碼盤與增量絕對式碼盤與增量式碼盤有何區(qū)別？式碼盤有何區(qū)別？10碼道光電絕對式碼盤碼道光電絕對式碼盤 絕對式編碼器按照角絕對式編碼器按照角度直接進(jìn)行編碼，可直度直接進(jìn)行編碼，可直接把被測轉(zhuǎn)角用數(shù)字代接把被測轉(zhuǎn)角用數(shù)字代碼表示出來。根據(jù)內(nèi)部碼表

38、示出來。根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和檢測方式有接觸結(jié)構(gòu)和檢測方式有接觸式、光電式等形式。式、光電式等形式。 透光區(qū)透光區(qū)不透光區(qū)不透光區(qū)零位標(biāo)志零位標(biāo)志項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作絕對式接觸式編碼器演示4個電刷 4 4位二進(jìn)制位二進(jìn)制碼盤碼盤 +5V+5V輸入輸入 公共碼道公共碼道 最小分辨角度為最小分辨角度為 =360/2n 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作2絕對式光電編碼器 a）光電碼盤的平面結(jié)構(gòu)（8碼道） b）光電碼盤與光源、光敏元件的對應(yīng)關(guān)系（4

39、碼道） 高位高位低位低位項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作絕對式光電編碼器的分辨力及分辨率 絕對式光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與碼盤上的碼道數(shù)n 有關(guān)，即最小能分辨的角度及分辨率為： =360/2n分辨率=1/2n項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作增量式光電編碼器的分辨力及分辨率 增量式光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與碼盤圓周上的狹縫條紋數(shù)n 有關(guān)，即最小能分辨的角度及分辨率為： n360分辨角度分辨角

40、度n1分辨率：分辨率：項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作增量式編碼器增量式編碼器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸盤碼及盤碼及狹縫狹縫光敏元件光敏元件光欄板及辨向用的光欄板及辨向用的A、B狹縫狹縫LEDABC零位標(biāo)志零位標(biāo)志ABC項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作光電編碼器的輸出波形 為了判斷碼盤旋轉(zhuǎn)的方向，在上圖的光欄板上的兩個狹縫距離是碼盤上的兩個狹縫距離的（m +1/4）倍，m 為正整數(shù)，并設(shè)置了兩組光敏元件A、B，有時又稱為sin、cos元件。項目三項目三 機(jī)床主軸

41、轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作辨向信號和零標(biāo)志 光電編碼器的光欄板上有光電編碼器的光欄板上有A組組與與B組兩組狹縫，彼此錯開組兩組狹縫，彼此錯開1/4節(jié)距，節(jié)距，兩組狹縫相對應(yīng)的光敏元件所產(chǎn)生兩組狹縫相對應(yīng)的光敏元件所產(chǎn)生的信號的信號A、 B彼此相差彼此相差90 相位，用相位，用于辯向。當(dāng)編碼正轉(zhuǎn)時，于辯向。當(dāng)編碼正轉(zhuǎn)時，A信號超信號超前前B信號信號90 ；當(dāng)碼盤反轉(zhuǎn)時，；當(dāng)碼盤反轉(zhuǎn)時，B信信號超前號超前A信號信號90 。 在上一頁圖的碼盤里圈，還有一根在上一頁圖的碼盤里圈，還有一根狹縫狹縫C，每轉(zhuǎn)能產(chǎn)生一個脈沖，該脈沖信號又稱每轉(zhuǎn)能產(chǎn)生

42、一個脈沖，該脈沖信號又稱“一轉(zhuǎn)信一轉(zhuǎn)信號號”或零標(biāo)志脈沖，作為測量的起始基準(zhǔn)?；蛄銟?biāo)志脈沖，作為測量的起始基準(zhǔn)。項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作三、角編碼器的應(yīng)用 角編碼器除了能直接測量角位移或間角編碼器除了能直接測量角位移或間接測量直線位移外，可用于數(shù)字測速、工接測量直線位移外，可用于數(shù)字測速、工位編碼、位編碼、伺服電機(jī)控制伺服電機(jī)控制等。等。 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作M法測速（適合于高轉(zhuǎn)速場合）T 編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生 N

43、個脈沖，在個脈沖，在T 時間段內(nèi)有時間段內(nèi)有 m1 個脈沖產(chǎn)生，則轉(zhuǎn)速個脈沖產(chǎn)生，則轉(zhuǎn)速（r/min)為為 ：n = 60m1/（NT） m1項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作例題T 有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r， 在在5s時間內(nèi)測得時間內(nèi)測得65536個脈沖，則轉(zhuǎn)速（個脈沖，則轉(zhuǎn)速（r/min)為為 ： n = 60 65536 /（1024 5） r/min = 768 r/min m1項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

44、 劉麗華制作劉麗華制作T法測速（適合于低轉(zhuǎn)速場合）時鐘脈沖時鐘脈沖fc 編碼器輸出脈沖編碼器輸出脈沖 m2 編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生 N 個脈沖，用已知個脈沖，用已知頻率頻率fc作為時鐘，填充到編碼器輸出的兩作為時鐘，填充到編碼器輸出的兩個相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為個相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為m2 ，則轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)速(r/min)為為 n = 60fc / （Nm2 ） 項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作T法測速舉例時鐘脈沖時鐘脈沖fc 編碼器輸出脈沖編碼器輸出脈沖 m2 n = 60fc /（Nm2 ） = 60*10000

45、00/（1024*3000） =19.53 r/min 有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，測得兩，測得兩個相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為個相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為3000，時鐘頻率，時鐘頻率fc為為1MHz ，則，則轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（r/min)為為 ：項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作安裝套安裝套編碼器的安裝方式 1.1.編碼器編碼器的套式安裝的套式安裝廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作安裝軸安裝軸項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣

46、州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作編碼器在定位加工中的應(yīng)用11絕對式編碼器絕對式編碼器 2電動機(jī)電動機(jī) 3轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 4轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤 5工件工件 6刀具刀具 設(shè)該增量式光電編碼器的參設(shè)該增量式光電編碼器的參數(shù)為數(shù)為1024 1024 p/rp/r，大、小皮帶輪的傳，大、小皮帶輪的傳動比為動比為5 5，若希望當(dāng)加工好元件，若希望當(dāng)加工好元件1 1后后緊接著加工元件緊接著加工元件8 8，則電動機(jī)轉(zhuǎn)動，則電動機(jī)轉(zhuǎn)動了多少分之幾圈？應(yīng)等待編碼器了多少分之幾圈？應(yīng)等待編碼器給給出多少脈沖數(shù)時，出多少脈沖數(shù)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)？電動機(jī)停轉(zhuǎn)？項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵

47、路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作 編碼器在數(shù)控加工中心的刀庫選刀控制中的應(yīng)用旋轉(zhuǎn)刀庫旋轉(zhuǎn)刀庫被加工工件被加工工件刀具刀具角編碼器的輸出為角編碼器的輸出為當(dāng)前刀具號當(dāng)前刀具號角編碼器與旋角編碼器與旋轉(zhuǎn)刀庫連接轉(zhuǎn)刀庫連接廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作編碼器在伺服電機(jī)中的應(yīng)用 利用利用編碼器測量編碼器測量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角，并通

48、過伺服控制系統(tǒng)控并通過伺服控制系統(tǒng)控制其各種運(yùn)行參數(shù)。制其各種運(yùn)行參數(shù)。轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)子磁極位置測量轉(zhuǎn)子磁極位置測量角位移測量角位移測量項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作3.2.6 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器外形外形項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測原理：原理：由定子和轉(zhuǎn)子兩部由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成分構(gòu)成 。 定子、轉(zhuǎn)子鐵芯采用定子、轉(zhuǎn)子鐵芯采用高磁導(dǎo)率的鐵鎳軟磁合高磁導(dǎo)率的鐵鎳軟磁合金片或硅鋼片經(jīng)沖制、

49、金片或硅鋼片經(jīng)沖制、絕緣、疊裝而成。定子、絕緣、疊裝而成。定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙是均勻轉(zhuǎn)子之間的氣隙是均勻的，定子鐵芯內(nèi)圓和轉(zhuǎn)的，定子鐵芯內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子鐵芯外圓都有齒槽，子鐵芯外圓都有齒槽，在槽內(nèi)分別嵌入兩個軸在槽內(nèi)分別嵌入兩個軸線在空間互相垂直的分線在空間互相垂直的分布繞組。布繞組。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測旋轉(zhuǎn)變壓器分類：有刷式和無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器分類：有刷式和無刷式有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測3.3 項

50、目實施過程項目實施過程3.3.1 項目計劃項目計劃 項目實施的過程計劃表可參照表項目實施的過程計劃表可參照表3-1。內(nèi)容如下：內(nèi)容如下：1、研討任務(wù)、研討任務(wù)2、制定計劃、制定計劃3、確定檢測系統(tǒng)、確定檢測系統(tǒng)4、具體操作、具體操作5、效果檢查、效果檢查6、評估、評估廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認(rèn)識自動檢測系統(tǒng)認(rèn)識自動檢測系統(tǒng)1.3.2 方案分析方案分析切紙機(jī)主軸轉(zhuǎn)速控制方案：切紙機(jī)主軸轉(zhuǎn)速控制方案：實現(xiàn)本項目的步驟如下：實現(xiàn)本項目的步驟如下：根據(jù)編碼器的機(jī)械安裝尺寸、分辨率及電氣接口根據(jù)編碼器的機(jī)械安裝尺寸、分辨率及電氣接口選擇本項目需要的編碼

51、器；選擇本項目需要的編碼器； 編碼器選定后，分析具體應(yīng)用和實現(xiàn)方法編碼器選定后，分析具體應(yīng)用和實現(xiàn)方法 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認(rèn)識自動檢測系統(tǒng)認(rèn)識自動檢測系統(tǒng)1.3.3 操作分析操作分析光電編碼器光電編碼器選型選型：編碼器分辨率是：編碼器分辨率是500P/R（每轉(zhuǎn)（每轉(zhuǎn)每相輸出每相輸出500個脈沖）。個脈沖）。電機(jī)最高轉(zhuǎn)速是電機(jī)最高轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分（分（25轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒）、進(jìn)給秒）、進(jìn)給絲桿的導(dǎo)程是絲桿的導(dǎo)程是10mm/轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。驗證驗證如下：如下： 本系統(tǒng)脈沖最高頻率本系統(tǒng)脈沖最高頻率25轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒秒500個個/轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)2（A/B兩相）兩相）2

52、5KHz 理論進(jìn)給分辨率理論進(jìn)給分辨率10mm/500=0.02mm 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測由上可知：由上可知： 進(jìn)給系統(tǒng)每走進(jìn)給系統(tǒng)每走1mm編碼器發(fā)出編碼器發(fā)出50個脈沖信個脈沖信號。號。 由于此工程中對編碼器的由于此工程中對編碼器的A/B相脈沖進(jìn)行了相脈沖進(jìn)行了分別計數(shù)，使用了兩個高速計數(shù)器，且在程序中分別計數(shù)，使用了兩個高速計數(shù)器，且在程序中應(yīng)用了高速定位指令，則此應(yīng)用了高速定位指令，則此PLC可處理的最高脈可處理的最高脈沖頻率為沖頻率為30千赫，因此滿足千赫，因此滿足PLC接收的最高脈沖接收的最高脈

53、沖頻率的條件；我們的切紙機(jī)的載切精度要求是頻率的條件；我們的切紙機(jī)的載切精度要求是0.2mm，可知理論精度完全滿足此要求。，可知理論精度完全滿足此要求。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測操作分析：操作分析：2、編碼器與編碼器與PLC配合測主電機(jī)轉(zhuǎn)速的實現(xiàn)方法配合測主電機(jī)轉(zhuǎn)速的實現(xiàn)方法 編碼器安裝編碼器安裝廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測編碼器與編碼器與PLC配合測轉(zhuǎn)速配合測轉(zhuǎn)速 采用采用PLC內(nèi)置的高速計數(shù)器完成對編碼器信息內(nèi)置的高速計數(shù)器完成

54、對編碼器信息的采集。的采集。如使用如使用C235計數(shù)器，則程序如下：計數(shù)器，則程序如下：LD M0 OUT C235 K10000 LD C235 OUT Y0 LD M1 RST C235 END 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測 在切紙機(jī)工作過程中除手動讓進(jìn)給定位機(jī)構(gòu)前進(jìn)后退外，在切紙機(jī)工作過程中除手動讓進(jìn)給定位機(jī)構(gòu)前進(jìn)后退外，還要實現(xiàn)等分裁切功能和指定具體位置定位功能，并且還要實現(xiàn)等分裁切功能和指定具體位置定位功能，并且HMI上還要即時顯示定位機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置。上還要即時顯示定位機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置。 采用了兩個高速計數(shù)

55、器采用了兩個高速計數(shù)器C235和和C236。C236通過計算通過計算前進(jìn)后退的脈沖數(shù)，再進(jìn)行換算后用于顯示進(jìn)給機(jī)構(gòu)的當(dāng)前前進(jìn)后退的脈沖數(shù)，再進(jìn)行換算后用于顯示進(jìn)給機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置；位置；C235用于進(jìn)行精確定位。定位過程是這樣的，每次用于進(jìn)行精確定位。定位過程是這樣的，每次進(jìn)給機(jī)構(gòu)需要定位工作時，通過計算把需要的脈沖數(shù)送到進(jìn)給機(jī)構(gòu)需要定位工作時，通過計算把需要的脈沖數(shù)送到C235，不論進(jìn)給機(jī)構(gòu)前進(jìn)還是后退，不論進(jìn)給機(jī)構(gòu)前進(jìn)還是后退C235進(jìn)行減計數(shù)，同進(jìn)行減計數(shù)，同時對時對C235中的數(shù)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果驅(qū)動相應(yīng)的輸中的數(shù)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果驅(qū)動相應(yīng)的輸出點(diǎn)對變頻器進(jìn)行輸出頻率的控制，

56、實現(xiàn)接近設(shè)定值時進(jìn)給出點(diǎn)對變頻器進(jìn)行輸出頻率的控制，實現(xiàn)接近設(shè)定值時進(jìn)給速度變慢，從而達(dá)到精確定位。速度變慢，從而達(dá)到精確定位。 廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目一項目一 認(rèn)識自動檢測系統(tǒng)認(rèn)識自動檢測系統(tǒng)3.4檢測與評估檢測與評估檢查方法：檢查方法：在設(shè)計電路選擇在設(shè)計電路選擇PLC的情況下：的情況下：（1）調(diào)整光電編碼器與電機(jī)的安裝，使之有效接觸。）調(diào)整光電編碼器與電機(jī)的安裝，使之有效接觸。（2）檢測光電編碼器與）檢測光電編碼器與PLC的接線是否正確。的接線是否正確。（3）手動讓切紙機(jī)進(jìn)給定位機(jī)構(gòu)前進(jìn)后退，觀看是否靈活。）手動讓切紙機(jī)進(jìn)給定位機(jī)構(gòu)前進(jìn)后退，觀

57、看是否靈活。（4）利用）利用RS232串行通信線纜，把該項目的梯形圖程序串行通信線纜，把該項目的梯形圖程序裝載到裝載到PLC中，并重新啟動使之運(yùn)行。中，并重新啟動使之運(yùn)行。（5）按下啟動按鈕）按下啟動按鈕1，使切紙機(jī)進(jìn)入等分裁切功能狀態(tài)。，使切紙機(jī)進(jìn)入等分裁切功能狀態(tài)。此時，觀察等分裁切是否正確。此時，觀察等分裁切是否正確。（6）按下啟動按鈕）按下啟動按鈕2，使切紙機(jī)進(jìn)入指定具體位置定位功，使切紙機(jī)進(jìn)入指定具體位置定位功能狀態(tài)。此時，觀察指定具體位置定位功能是否正確。能狀態(tài)。此時，觀察指定具體位置定位功能是否正確。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉麗華制作劉麗華制作項目三項目三 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速檢測機(jī)床主