感應(yīng)同步器磁柵傳感器

感應(yīng)同步器磁柵傳感器第1頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

直線(xiàn)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(chēng)為印制電路繞組。第2頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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(chēng)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(xiàn)圈，利用交變電磁場(chǎng)和互感原理工作。

第3頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月安裝時(shí)，定尺和滑尺上的平面繞組面對(duì)面地放置。工作時(shí)，如果在其中一種繞組上通以交流激勵(lì)電壓，由于電磁耦合，在另一種繞組上就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)隨定尺與滑尺的相對(duì)位置不同呈正弦、余弦函數(shù)變化。再通過(guò)對(duì)此信號(hào)的檢測(cè)處理，便可測(cè)量出直線(xiàn)的位移量。第4頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鑒幅方式：（特征是用輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值來(lái)進(jìn)行處理信號(hào)）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(lì)磁，即正弦繞組勵(lì)磁電壓us、余弦繞組勵(lì)磁電壓uc

。兩個(gè)勵(lì)磁繞組分別在定尺繞組上感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，其值分別為es、ec。按疊加原理求得定尺總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

e=es+ec第5頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位角。表示電磁耦合系數(shù)。實(shí)際中設(shè)計(jì)了一個(gè)這樣的電路系統(tǒng)，每當(dāng)位移超過(guò)一定值（例如0.01mm），就使的幅值超過(guò)某一預(yù)先調(diào)定的門(mén)檻電平，發(fā)出一個(gè)脈沖，并利用這個(gè)脈沖去自動(dòng)地改變勵(lì)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(duì)位移的數(shù)字顯示。第6頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)磁柵傳感器

磁柵價(jià)格低于光柵，且錄磁方便、易于安裝，測(cè)量范圍寬可超過(guò)十幾米，抗干擾能力強(qiáng)。磁柵可分為長(zhǎng)磁柵和圓磁柵。長(zhǎng)磁柵主要用于直線(xiàn)位移測(cè)量，圓磁柵主要用于角位移測(cè)量。磁柵傳感器主要由磁尺、磁頭和信號(hào)處理電路組成。第7頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

磁柵上錄有等間距的磁信號(hào)，它是利用磁帶錄音的原理將等節(jié)距的周期變化的電信號(hào)(正弦波或矩形波)用錄磁的方法記錄在磁性尺子或圓盤(pán)上而制成的。裝有磁柵傳感器的儀器或裝置工作時(shí)，磁頭相對(duì)于磁柵有一定的相對(duì)位置，在這個(gè)過(guò)程中，磁頭把磁柵上的磁信號(hào)讀出來(lái)，這樣就把被測(cè)位置或位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

第8頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、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(guò)錄磁，其磁信號(hào)排列情況如圖中所示，要求錄磁信號(hào)幅度均勻，幅度變化應(yīng)小于10％，節(jié)距均勻。目前長(zhǎng)磁柵常用的磁信號(hào)節(jié)距W一般為0.05mm和0.02mm兩種。（二）磁頭磁柵上的磁信號(hào)由讀取磁頭讀出，按讀取信號(hào)方式的不同，磁頭可分為動(dòng)態(tài)磁頭與靜態(tài)磁頭兩種。第9頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）動(dòng)態(tài)磁頭動(dòng)態(tài)磁頭為非調(diào)制式磁頭，又稱(chēng)速度響應(yīng)式磁頭，它只有一組線(xiàn)圈。當(dāng)磁頭與磁柵之間以一定的速度相對(duì)移動(dòng)時(shí)，由于電磁感應(yīng)將在磁頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)磁頭與磁柵之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不同時(shí),輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小也不同,靜止時(shí)，就沒(méi)有信號(hào)輸出。因此它不適合用于長(zhǎng)度測(cè)量。讀出信號(hào)為正弦信號(hào)，在N處為正的最強(qiáng)，S處為負(fù)的最強(qiáng)。第10頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）靜態(tài)磁頭靜態(tài)磁頭是調(diào)制式磁頭，又稱(chēng)磁通響應(yīng)式磁頭。它與動(dòng)態(tài)磁頭的根本不同之處在于，在磁頭與磁柵之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下也有信號(hào)輸出。由此可見(jiàn)，靜態(tài)磁頭的磁柵是利用它的漏磁通變化來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的。靜態(tài)磁頭輸出信號(hào)的頻率為勵(lì)磁電源頻率的兩倍，其幅值則與磁柵與磁頭之間的相對(duì)位移成正弦（或余弦）關(guān)系。第11頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月靜態(tài)磁頭一般總是成對(duì)使用，即用兩個(gè)間距為（n±1/4）W的磁頭，其中n為正整數(shù)，W為磁信號(hào)節(jié)距，也就是兩個(gè)磁頭布置成在空間相差90°。

第12頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁頭與磁尺相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的輸出波形演示第13頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鑒相型磁柵數(shù)顯表的原理框圖

磁尺與磁頭接觸，使用壽命不如光柵，數(shù)年后易退磁。設(shè)置兩個(gè)磁頭的意義何在？第14頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁柵的外形及結(jié)構(gòu)磁尺靜態(tài)磁