10檢測教案數(shù)字式位置檢測

傳感器與檢測技術(shù)項(xiàng)目教程（ISBN978-7-111-48817-0）授課教案PAGEPAGE1模塊十、數(shù)字式位置檢測授課教案課程名稱：檢測技術(shù)班級：性質(zhì)：考試課授課人：課題：模塊十、數(shù)字式位置檢測課時(shí)安排：3課次編號：15、16教材分析難點(diǎn)±1誤差。重點(diǎn)：角編碼器的M法測速。教學(xué)目的和要求1.掌握位置檢測的基本概念2.熟悉角編碼器的組成和工作原理。3.掌握絕對式角編碼器的碼道與分辨力的關(guān)系。4.掌握絕對式角編碼器的輸出編碼與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系。5.熟悉增量式角編碼器的刻線數(shù)與分辨力的關(guān)系。6.熟悉增量式角編碼器的辨向原理及零位標(biāo)記的作用。7.掌握增量式角編碼器的M法測速。8.熟悉光柵的結(jié)構(gòu)和工作原理。9.熟悉光柵的莫爾條紋的光學(xué)放大作用和特征。10.熟悉光柵刻線數(shù)與分辨力的關(guān)系。11.熟悉光柵的關(guān)系辨向與細(xì)分技術(shù)。13.了解磁柵的結(jié)構(gòu)與工作原理。14.了解介紹容柵的結(jié)構(gòu)與工作原理。15.了解老機(jī)床改造的步奏。采用教學(xué)方法和實(shí)施步驟講授、課堂互動(dòng)、分析、實(shí)訓(xùn)教具：各種角編碼器、光柵、磁柵各教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容位置檢測的基本概念表10-1數(shù)字式位置檢測傳感器的分類及特點(diǎn)種類工作原理測量范圍最高分辨力特點(diǎn)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器磁阻效應(yīng)，輸出電壓隨轉(zhuǎn)子的角位移而變化360o1o價(jià)廉，輸出信號與旋轉(zhuǎn)的角度成線性關(guān)系；模擬輸出信號易受干擾；在同步隨動(dòng)系統(tǒng)及數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中可用于傳遞轉(zhuǎn)角或電信號，可實(shí)現(xiàn)函數(shù)解算功能感應(yīng)同步器電磁感應(yīng)。定子、轉(zhuǎn)子的間隙為0.2～0.3mm200mm0.02mm價(jià)廉；模擬輸出信號微弱，易受干擾，碳素結(jié)構(gòu)鋼底板較重。每塊直線型定尺的長度僅為200mm，如超過該上限，需要用多塊定尺接長。接長時(shí)，需要用激光干涉儀校準(zhǔn)兩塊定尺之間的間隙球柵尺6相電感線圈與鋼球之間的電磁感應(yīng)10m5μm又稱球感尺，價(jià)廉，全密封，不受灰塵、油污影響；模擬輸出信號易受干擾；可用于準(zhǔn)確度要求不高的直線位移測量接觸式角編碼器接觸電位360o5.6o價(jià)廉；碼道數(shù)小于6；易磨損，適合于靜態(tài)測量磁阻式角編碼器磁阻效應(yīng)360o×40960.35o價(jià)廉；碼道數(shù)小于10；適用于要求不高的角位移測量光電式角編碼器光電效應(yīng)360o×40960.3'分辨力較高，響應(yīng)頻率快；適合于普通機(jī)床等的角位移測量或轉(zhuǎn)速測量長光柵光電效應(yīng)3m1μm準(zhǔn)確度和分辨力高；易折斷；用于直線位移的精密測量圓光柵光電效應(yīng)360o0.1'分辨力高；適合于精密機(jī)床等要求較高的角位移測量或轉(zhuǎn)速測量長磁柵磁電感應(yīng)30m5μm磁柵尺可以按需要剪裁，安裝簡便，可用于大量程位移測量圓磁柵磁電感應(yīng)360o1'分辨力較高，響應(yīng)頻率較快；適合于普通機(jī)床等的角位移測量或轉(zhuǎn)速測量直線容柵靜電感應(yīng)20010μm價(jià)廉；分辨力不高，響應(yīng)頻率慢；可用于百分尺、千分尺、標(biāo)高尺等圓容柵靜電感應(yīng)360o0.6o價(jià)廉；分辨力較高，響應(yīng)頻率慢；可用于百分表、千分表等一、直接測量和間接測量圖10-1直接測量和間接測量示意圖a）直接測量b）間接測量1－導(dǎo)軌2－運(yùn)動(dòng)部件3－直線式位置傳感器的隨動(dòng)部件4－直線式位置傳感器的固定部件5－旋轉(zhuǎn)式位置傳感器6－絲杠-螺母副7－電動(dòng)機(jī)例10-1若絲杠的螺距t=6.00mm（當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一圈360°時(shí)，“單線螺母”或“單頭螺母”移動(dòng)的直線距離為6.00mm），旋轉(zhuǎn)式位置傳感器測得絲杠的旋轉(zhuǎn)角度θ為7290°，求螺母的直線位移x。解螺母的直線位移x=(7290°/360°)×6mm=121.50mm提問：1.用直線式位置傳感器進(jìn)行直線位移的直接測量時(shí)，傳感器的行程與什么有關(guān)？有何優(yōu)點(diǎn)？2.旋轉(zhuǎn)式間接測量時(shí)，有何優(yōu)點(diǎn)？3.能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置有哪些？二、增量式測量與絕對式測量例10-2在圖10-1a中，若增量式測量系統(tǒng)的每個(gè)脈沖代表0.01mm，在10s時(shí)間里，長光柵傳感器發(fā)出2000個(gè)脈沖，求：1）工作臺的直線位移x（機(jī)床行業(yè)習(xí)慣使用的單位為：mm）。2）運(yùn)動(dòng)速度v（機(jī)床行業(yè)習(xí)慣使用的單位為：m/min）。解1）根據(jù)題意，工作臺每移動(dòng)0.01mm，長光柵傳感器便發(fā)出1個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器就加1或減1。當(dāng)計(jì)數(shù)值為2000時(shí)，工作臺移動(dòng)了x=2000×0.01mm=20.0mm。2）v=x/t=20.0mm/(10s)=2.00mm/s=0.12m/min。提問：為什么增量式位置傳感器必須有一個(gè)零位標(biāo)志？【絲杠-螺母副位移轉(zhuǎn)換填表訓(xùn)練】絲杠-螺母副（單線）在10s時(shí)間里運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)如下，請分析、填空（最少保留三位有效數(shù)字）。螺母的螺距t/mm2（細(xì)牙）6（粗牙）絲杠的旋轉(zhuǎn)角度θ/°180360450-90①-10001003600絲杠轉(zhuǎn)速/r·min-16.00-1.67螺母的位移x/mm-1.006.00螺母的線速度v/m·min-100.0600.150-0.0300.360①負(fù)號表示旋轉(zhuǎn)機(jī)械元件作逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，直線機(jī)械元件向左運(yùn)動(dòng)，以下同。項(xiàng)目一角編碼器【項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)】?知識目標(biāo)1．了解接觸式角編碼器的原理與編碼方法。2．了解絕對式和增量式光電角編碼器的工作原理。?技能目標(biāo)1．掌握絕對式角編碼器的分辨率與分辨力的計(jì)算。2．掌握增量式角編碼器的分辨率與分辨力的計(jì)算。3．掌握增量式角編碼器的M法測速計(jì)算。一、絕對式角編碼器1．接觸式角編碼器的結(jié)構(gòu)圖10-24位二進(jìn)制接觸式碼盤a）電刷在自然二進(jìn)制碼盤上的位置b）4位自然二進(jìn)制碼盤c）4位格雷碼碼盤1－碼盤2－轉(zhuǎn)軸3－導(dǎo)電體4－絕緣體5－電刷6－激勵(lì)公用軌道（接電源正極）2．接觸式角編碼器的分辨力與分辨率α=360°/2M（10-1）分辨率=1/2M（10-2）提問：位數(shù)（碼道的圈數(shù)）M與分辨的角度α的關(guān)系？要提高分辨力的措施是什么？例10-3求12碼道的絕對式角編碼器的分辨力α。解12碼道的絕對式角編碼器的圓周被均分為212=4096個(gè)位置數(shù)，所以能分辨的角度α=360°/212=5.27表10-24位十進(jìn)制數(shù)與自然二進(jìn)制碼以及格雷碼的對照表十進(jìn)制數(shù)自然二進(jìn)制碼格雷碼十進(jìn)制數(shù)自然二進(jìn)制碼格雷碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000【絕對式角編碼器分辨率、分辨力填表訓(xùn)練】（最少保留3位有效值）碼道數(shù)目n681011121622位置數(shù)目26211213216分辨率1/2561/10241/20481/40961/81921/4194304分辨力0.35°0.33′0.309″3．絕對式光電角編碼器的結(jié)構(gòu)圖10-3絕對式光電角編碼器a）12碼道光電碼盤的平面結(jié)構(gòu)b）4碼道光電碼盤與光源、光敏元件的對應(yīng)關(guān)系c）外形提問：碼盤上的低位與高位刻痕如何安排？表10-3GP50S8-1024-3F-2型絕對式角編碼器的主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱指標(biāo)電源電壓/VDC12~24±5%消耗電流/mA100分辨率1/1024輸出碼格雷碼輸出形態(tài)集電極開路NPN型最高響應(yīng)頻率/kHz35允許最高機(jī)械轉(zhuǎn)速/r·min-13000使用環(huán)境溫度/℃-10~70保存環(huán)境溫度/℃-25~85使用環(huán)境濕度（%）35~85RH(不結(jié)露)防護(hù)等級IP64振動(dòng)耐久性（10~55Hz）/mm1.5（振幅，x/y/z各向2h）允許沖擊/g50外形參數(shù)/mm外徑50長度55.5（不含軸）軸徑8軸長15重量/g380輸出類型NPN型集電極開路5．絕對式角編碼器的接線表10-410碼道角編碼器的接線顏色接線DC12~24V0V20212223242526272829顏色白色黑色棕色紅色橙色黃色藍(lán)色紫色灰色白夾棕色白夾紅色白夾橙色圖10-4絕對式角編碼器與用戶端的RS485通信電路二、增量式角編碼器1．增量式光電角編碼器的結(jié)構(gòu)圖10-5增量式光電角編碼器結(jié)構(gòu)示意圖a）外形b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)c）掃描孔板與碼盤、光電接收器之間的對應(yīng)關(guān)系1－轉(zhuǎn)軸2－發(fā)光二極管3－掃描孔板（光欄板）4－零位標(biāo)志光槽（Z）5－零位光敏元件6－碼盤7－電源及信號線連接座8－聚光透鏡提問：圖10-5中，A、B、Z光電元件分別起什么作用？2．增量式光電角編碼器的分辨力與分辨率增量式光電角編碼器的測量準(zhǔn)確度與碼盤圓周上的狹縫條紋數(shù)（分度數(shù)）M有關(guān)，最小分辨的角度α為α=360°/M（10-3）分辨率=1/M（10-4）例10-4某增量式角編碼器的技術(shù)指標(biāo)為1024個(gè)脈沖/r（即分度數(shù)M＝1024P/r），求：分辨力α。解按題意，碼盤邊緣的透光槽數(shù)為1024個(gè)，則能分辨的最小角度為α=360°/M=360°/1024=0.352°提問：如何判斷碼盤旋轉(zhuǎn)的方向？必須設(shè)置什么元件？圖10-6絕對式角編碼器的輸出信號a）TTL電平信號b）正弦波信號圖10-7絕對式角編碼器的差分輸出電路提問：屏蔽線的外殼金屬軟線能否兩端分別接到兩端的大地？為什么（可以從兩端大地存在電位差來分析）？3．增量式光電角編碼器的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算θ=360o×(m/M)（10-5）提問：增量式角編碼器的分度數(shù)M越大，同樣的的m值，所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度就越？例10-5某增量式角編碼器的分度數(shù)M＝1024，從零位信號Z之后的10s內(nèi)，計(jì)數(shù)器對角編碼器的一路信號（圖10-6中的A信號）計(jì)數(shù)，得到m=1024+128個(gè)脈沖。求：碼盤旋轉(zhuǎn)的角度θ和轉(zhuǎn)速n（r/min）。解按題意，碼盤邊緣的透光槽數(shù)為1024個(gè)，碼盤旋轉(zhuǎn)的角度θ=360o×(m/M)=360°×(1152/1024)=360°×1.125=405°n=60×r/s=60×[(405°/360o)/10s]=6.75r/min【增量式角編碼器分辨率、分辨力填表訓(xùn)練】增量式碼盤在10s時(shí)間里輸出脈沖數(shù)目如下，請根據(jù)式（10-3）、式（10-5）分析、填空。（最少保留三位有效數(shù)字）。外緣狹縫條紋數(shù)分度數(shù)M10244096分辨力/(°)0.352計(jì)數(shù)脈沖數(shù)（A超前B）256512655361024204841984碼盤的旋轉(zhuǎn)角度θ/(°)360360碼盤的轉(zhuǎn)速v/r·min-103.0061.5計(jì)數(shù)脈沖數(shù)（B超前A）102420481049604096043008碼盤的旋轉(zhuǎn)角度θ/(°)0-3600-360-720-360旋轉(zhuǎn)狀態(tài)正轉(zhuǎn)1024，反轉(zhuǎn)2048正轉(zhuǎn)1024，反轉(zhuǎn)256正轉(zhuǎn)1024，反轉(zhuǎn)2048正轉(zhuǎn)1024，反轉(zhuǎn)256碼盤最終的旋轉(zhuǎn)角度θ/(°)-360-905．增量式光電角編碼器的接線圖10-8增量式角編碼器的差分輸出的接線表10-5WLF系列角編碼器的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)電源電壓/VDC5或8~30消耗電流/mA＜60mA分辨率1/1024輸出形態(tài)推拉型或集電極開路NPN型上升、下降時(shí)間/ns≤100最高響應(yīng)頻率/kHz150允許最高機(jī)械轉(zhuǎn)速/r·min-16000允許角加速度/rad·s-21×104轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/kg·m21.3×10-525℃時(shí)的起動(dòng)力矩/N·m5×10-2使用環(huán)境溫度/℃-10~70保存環(huán)境溫度/℃-25~85使用環(huán)境濕度（%）35~85RH（不結(jié)露）防護(hù)等級IP54，IP65出線方式電纜側(cè)出，電纜后出插座側(cè)出，插座后出任務(wù)二角編碼器的應(yīng)用一、角編碼器在數(shù)字測速中的應(yīng)用1．M法測速圖10-9M法和T法測速原理a）M法b）T法（10-6）則轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）為（10-7）提問：1.M法測速適合于怎樣轉(zhuǎn)速的場合？2.當(dāng)轉(zhuǎn)速較慢時(shí)，測量誤差怎樣變化？3.閘門時(shí)間ts的長短有何影響？例10-6某角編碼器的技術(shù)指標(biāo)為1024P/r（即M＝1024P/r=1K），在0.2s時(shí)間內(nèi)測得100個(gè)脈沖，即ts=0.2s，m１=100，求：1）轉(zhuǎn)速n。2）±1誤差引起的轉(zhuǎn)速測量誤差為多少轉(zhuǎn)每分鐘？3）如果將ts延長到1s，轉(zhuǎn)速測量誤差為多少轉(zhuǎn)每分鐘？解1）角編碼器軸的轉(zhuǎn)速2）由于存在±1誤差，在ts時(shí)間段里，計(jì)數(shù)得到的脈沖數(shù)m１=100±1個(gè)脈沖，則3）如果將ts延長到1s，m１＇必然增加到500，則結(jié)論：計(jì)算得到的轉(zhuǎn)速不變，但±1個(gè)脈沖引起的誤差顯著縮小。二、絕對式角編碼器在工位編碼及刀庫選刀控制中的應(yīng)用1．絕對式角編碼器在工位編碼中的應(yīng)用由于絕對式角編碼器每一轉(zhuǎn)角位置均有一個(gè)固定的編碼輸出，若角編碼器與轉(zhuǎn)盤同軸相連，則轉(zhuǎn)盤上每一工位安裝的被加工工件均可以有一個(gè)編碼相對應(yīng)，轉(zhuǎn)盤加工工位的編碼如圖10-10所示。當(dāng)轉(zhuǎn)盤上某一工位轉(zhuǎn)到加工點(diǎn)時(shí)，該工位對應(yīng)的編碼由角編碼器輸出給控制系統(tǒng)。圖10-10轉(zhuǎn)盤加工工位的編碼1－絕對式角編碼器2－電動(dòng)機(jī)3－同步帶4－轉(zhuǎn)軸5－轉(zhuǎn)盤6－工件7－刀具例10-7設(shè)圖10-10中的角編碼器為4碼道絕對式碼盤，工件1~8的編碼從0000到1110。圖10-10中的工位1（0000）已完成加工，要使處于工位2上的工件轉(zhuǎn)到加工點(diǎn)等待鉆加工，計(jì)算機(jī)應(yīng)如何控制電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)盤？解由于工位的編碼是從0000開始到1110，所以每個(gè)工位的變化為0010。工位2上的編碼為0010，工位3上的編碼為0100，以此類推。當(dāng)工件1完成加工后，電動(dòng)機(jī)通過“同步帶”驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)角編碼器的輸出從0001跳變到0010時(shí)，計(jì)算機(jī)命令電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)并自鎖，開始加工工件2……直到第8個(gè)工位（1110）加工完成后，轉(zhuǎn)盤上的工件全部卸下，重新開始新的8個(gè)工件的加工。提問：如果采用3碼道角編碼器，若工位1的編碼是000時(shí)。則到工位2的編碼是多少？項(xiàng)目二光柵傳感器【項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)】?知識目標(biāo)1．了解計(jì)量光柵的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理。2．了解莫爾條紋的光學(xué)放大原理。?技能目標(biāo)1．掌握光柵的分辨率與分辨力計(jì)算。2．掌握光柵的辨向與細(xì)分方法。3．掌握光柵的應(yīng)用。一、光柵的類型和結(jié)構(gòu)圖10-15光柵的分類a）透射式光柵光路b）反射式光柵光路c）敞開式反射鋼帶長光柵外形d）圓光柵1－LED光源2－聚光透鏡3－掃描光柵（指示光柵）4－主光柵（標(biāo)尺光柵）5－柵狀光電接收元件6－掃描掩膜7－窗口8－圓光柵9－零位標(biāo)記提問：光柵如何分類？圖10-16長光柵的結(jié)構(gòu)及外觀a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖b）安裝示意圖1－鋁合金定尺2－讀數(shù)頭（動(dòng)尺）3－電纜4－帶聚光鏡的LED5－主光柵（標(biāo)尺光柵，固定在定尺尺身上）6－指示光柵（隨讀數(shù)頭及溜板移動(dòng)）7－光敏元件8－密封唇9－信號調(diào)理電路10－壓縮空氣入口11－安裝槽12－電纜拖鏈提問：圖10-16中，壓縮空氣用來做什么？圖10-17直線透射式長光柵測量原理圖1－光源2－透鏡3－指示光柵4－主光柵（標(biāo)尺光柵）5－零位光柵6－細(xì)分辨向用光敏元件（2路或4路）7－零位光敏元件透射式光柵的幾個(gè)重要參數(shù)：（1）柵距；（2）角節(jié)距。提問：1.如果某直線光柵在每毫米里刻線數(shù)為100，則柵距為多少毫米？2.如果某圓光柵在一個(gè)圓周刻線數(shù)為100，則角節(jié)距為多少度？二、光柵的工作原理1．莫爾條紋圖10-18等柵距黑白透射光柵形成的莫爾條紋圖10-19sin和cos光敏元件的輸出電壓波形及細(xì)分脈沖a）光柵位移與光強(qiáng)及輸出電壓的關(guān)系b）整形后的方波c）4細(xì)分脈沖（1）亮帶和暗帶；（2）莫爾條紋的識別；3）莫爾條紋的放大柵距作用；4）莫爾條紋移過的條紋數(shù)與光柵移過的刻線數(shù)提問：1.如果圓光柵旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生100次亮帶和暗帶的變化，則角節(jié)距為多少度？2.設(shè)置sin和cos兩個(gè)光敏元件的目的是什么？3.圖10-19b中，矩形波是怎樣得到的？3.圖10-19c中，尖脈沖波是怎樣得到的？2．莫爾條紋的特征1）莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同形成的；2）莫爾條紋移動(dòng)的方向；3）莫爾條紋的間距。L＝W/sinθ≈W/θ（10-11）式中L——莫爾條紋間距；W——光柵柵距；θ——兩光柵刻線夾角（rad）。提問：從式（10-11）可知，θ越小，Ｌ就怎樣？例10-8某長光柵的刻線數(shù)為25線／mm，指示光柵與主光柵刻線的夾角α=1o，求：柵距W和莫爾條紋間距L。解由于夾角θ較小，所以莫爾條紋間距提問：主光柵與指示光柵之間的夾角越小，莫爾條紋的間距就越？。3．辨向及細(xì)分（1）辨向原理；（2）細(xì)分技術(shù)。提問：細(xì)分是指分頻還是倍頻？例10-9某長光柵的刻線數(shù)M=100根/mm，細(xì)分?jǐn)?shù)s=4，求：細(xì)分后光柵的分辨力Δ。解柵距W=1/M=1mm/100=0.01mm，Δ=W/s=0.01mm/4=0.0025mm=2.5μm。由上例可見，光柵信號通過4細(xì)分技術(shù)處理后，相當(dāng)于將光柵的分辨力提高了3倍。必須指出的是，分辨力與最大允許誤差是兩個(gè)概念，分辨力通常遠(yuǎn)小于絕對誤差。直線式光柵的測量準(zhǔn)確度取決于刻線的質(zhì)量、光學(xué)掃描計(jì)數(shù)、電子處理技術(shù)、安裝技術(shù)、光柵尺熱脹系數(shù)與機(jī)床導(dǎo)軌熱脹系數(shù)的吻合度等。在機(jī)床加工中，當(dāng)計(jì)數(shù)器清零之后，在溫度、振動(dòng)變化不大的短時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為以“清零點(diǎn)”為起點(diǎn)的位移x≈NΔ。4．零位標(biāo)記提問：光柵中設(shè)置零位標(biāo)記是干什么的？例10-10增量式長光柵的柵距W=0.01mm，細(xì)分?jǐn)?shù)s=16。當(dāng)銑刀向下運(yùn)動(dòng)，電路出現(xiàn)零位信號后，又計(jì)得N=4096個(gè)脈沖，求：零位之后銑刀的位移x約為多少毫米？解x≈N(W/s)=4096×(0.01mm/16)=2.56mm。表10-6FAGOR-SV系列長光柵尺的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)柵距（周期）/μm20（玻璃光柵尺）玻璃板熱脹系數(shù)/K-18×10-6最大允許誤差/μm±5最大線速度/m·min-1120允許最大振動(dòng)/g10（無加強(qiáng)板）20（帶加強(qiáng)板）移動(dòng)阻力/N＜4工作溫度/℃0~50存儲溫度/℃-20~70相對濕度（%）20~80RH重量/kg0.2+0.5/m密封等級標(biāo)準(zhǔn)IP53通入干凈壓縮空氣：IP64讀數(shù)頭電纜30表10-7RESR-RGH20-52圓光柵的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)讀數(shù)頭尺寸（長×寬×高）/mm9.5×15.0×15.0最大轉(zhuǎn)速/r·min-13000磁頭與磁尺的間隙/mm0.8±0.08最大抗振性/g10移動(dòng)阻力/N≤5外徑/mm52角節(jié)距（周期）/(o)4096刻劃準(zhǔn)確度/(″)±4分辨力/(″)5細(xì)分?jǐn)?shù)4~40電纜彎曲半徑/mm≥75重量/kg0.2密封等級IP53連接壓縮空氣時(shí)，IP64工作溫度/℃0~50存儲溫度/℃-20~70相對濕度（%）20~80RH圖10-20長光柵尺的安裝與調(diào)整1－床身（安裝面）2－長光柵尺3、4－百分表5－安裝螺栓項(xiàng)目三磁柵傳感器【項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)】?知識目標(biāo)1．了解磁柵傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理。2．了解磁柵數(shù)顯表的原理。?技能目標(biāo)1．掌握磁柵的分辨率與分辨力計(jì)算。2．掌握磁柵的辨向方法。3．掌握磁柵的應(yīng)用。圖10-24長磁柵結(jié)構(gòu)1－尺身2－滑尺（讀數(shù)頭）3－密封唇4－電纜5－信號調(diào)理盒6－接插口提問：圖10-24中的密封唇用于防止什么？一、磁柵結(jié)構(gòu)及工作原理提問：磁柵傳感器主要由什么組成？圖10-26靜態(tài)磁頭的結(jié)構(gòu)及輸出信號與磁尺的關(guān)系1－磁尺2－sin磁頭3－cos磁頭4－磁極鐵心5－可飽和鐵心6－勵(lì)磁繞組7－感應(yīng)輸出繞組8－低通濾波器9－勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)sin磁頭的輸出波形（基波為2倍勵(lì)磁頻率）10－保護(hù)膜11－載波12－包絡(luò)線提問：1.為何設(shè)置兩個(gè)磁頭？2.磁柵傳感器是接觸式還是非接觸式傳感器？3.圖10-26中的ec是AM還是FM波形？圖10-27磁柵尺、磁頭與數(shù)顯表套件1－20m不銹鋼磁尺2－磁頭3－信號轉(zhuǎn)換器4－計(jì)算機(jī)接口5－三維主顯示器6－操作顯示器提問：圖10-27的顯示器有3排數(shù)碼管（X、Y、Z），分別用于測量什么的位移？表10-8XCCB長磁柵的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)全長L+143mm有效長度L/mm100～900最大行程L+22mm最大響應(yīng)速度/m·min-160刻線數(shù)/線·mm-120脈沖（細(xì)分前）/(個(gè)·mm-1)20（TTL電平）細(xì)分前分辨力/μm50細(xì)分后分辨力/μm0.5最大誤差/μm±(5+5L/1000)激勵(lì)源/kHz10移動(dòng)壽命/km9000電纜最大長度/m30二、磁柵數(shù)顯表圖10-28ZCB-101鑒相型磁柵數(shù)顯表的原理框圖1－磁尺基底2－錄磁后的硬磁性薄膜提問：圖10-28中，可逆計(jì)數(shù)器用于什么目的？2．老機(jī)床改造