感應(yīng)同步器、磁柵傳感器課件

第三章位移傳感器

第二節(jié)感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器：是用電磁感應(yīng)原理來測量直線位移和角位移的一種精密傳感器。

直線式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由定尺和滑尺兩部分組成，在定尺和滑尺上腐蝕成印刷電路繞組。

工作原理：一般情況下，首先用絕緣粘貼劑把銅箔粘牢在金屬（或玻璃）基板上，然后按設(shè)計(jì)要求腐蝕成不同曲折形狀的平面繞組。這種繞組稱為印制電路繞組。定尺和滑尺上的繞組分布是不相同的。在定尺上的是連續(xù)繞組，在滑尺上的則是分段繞組。分段繞組分為兩組，布置成在空間相差相角，又稱為正、余弦繞組。感應(yīng)同步器的分段繞組和連續(xù)繞組相當(dāng)于變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)線圈，利用交變電磁場和互感原理工作。

鑒幅方式：（特征是用輸出感應(yīng)電動勢的幅值來進(jìn)行處理信號）在滑尺的正弦、余弦繞組上供給頻率相同、相位差為90°的交流電壓勵磁，即正弦繞組勵磁電壓us、余弦繞組勵磁電壓uc。兩個勵磁繞組分別在定尺繞組上感應(yīng)出電動勢，其值分別為es、ec。按疊加原理求得定尺總感應(yīng)電動勢為e=es+ec

稱為感應(yīng)電動勢的相位角。表示電磁耦合系數(shù)。實(shí)際中設(shè)計(jì)了一個這樣的電路系統(tǒng)，每當(dāng)位移超過一定值（例如0.01mm），就使的幅值超過某一預(yù)先調(diào)定的門檻電平，發(fā)出一個脈沖，并利用這個脈沖去自動地改變勵磁電壓幅值和，使新的跟上新的，這樣便把位移量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，從而實(shí)現(xiàn)了對位移的數(shù)字顯示。第四節(jié)磁柵傳感器

磁柵價格低于光柵，且錄磁方便、易于安裝，測量范圍寬可超過十幾米，抗干擾能力強(qiáng)。磁柵可分為長磁柵和圓磁柵。長磁柵主要用于直線位移測量，圓磁柵主要用于角位移測量。磁柵傳感器主要由磁尺、磁頭和信號處理電路組成。一、磁柵結(jié)構(gòu)（一）磁尺磁柵基體是用不導(dǎo)磁材料做成的，上面鍍一層均勻的磁性薄膜，經(jīng)過錄磁，其磁信號排列情況如圖中所示，要求錄磁信號幅度均勻，幅度變化應(yīng)小于10％，節(jié)距均勻。目前長磁柵常用的磁信號節(jié)距W一般為0.05mm和0.02mm兩種。（二）磁頭磁柵上的磁信號由讀取磁頭讀出，按讀取信號方式的不同，磁頭可分為動態(tài)磁頭與靜態(tài)磁頭兩種。（1）動態(tài)磁頭動態(tài)磁頭為非調(diào)制式磁頭，又稱速度響應(yīng)式磁頭，它只有一組線圈。當(dāng)磁頭與磁柵之間以一定的速度相對移動時，由于電磁感應(yīng)將在磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)磁頭與磁柵之間的相對運(yùn)動速度不同時,輸出感應(yīng)電動勢的大小也不同,靜止時，就沒有信號輸出。因此它不適合用于長度測量。讀出信號為正弦信號，在N處為正的最強(qiáng)，S處為負(fù)的最強(qiáng)。（2）靜態(tài)磁頭靜態(tài)磁頭是調(diào)制式磁頭，又稱磁通響應(yīng)式磁頭。它與動態(tài)磁頭的根本不同之處在于，在磁頭與磁柵之間沒有相對運(yùn)動的情況下也有信號輸出。由此可見，靜態(tài)磁頭的磁柵是利用它的漏磁通變化來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的。靜態(tài)磁頭輸出信號的頻率為勵磁電源頻率的兩倍，其幅值則與磁柵與磁頭之間的相對位移成正弦（或余弦）關(guān)系。磁頭與磁尺相對運(yùn)動時的輸出波形演示鑒相型磁柵數(shù)顯表的原理框圖

磁尺與磁頭接觸，