数控-7数控技术尔滨工业学习第5章

1、5 5 1概述概述分辨率：2检测装置的分数控系统中的检测检测装置的分数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型安装的位置及耦合方式直接测量和间接测量测量方法增量型和绝对型检测信号的类型模拟式和数字式运动型式回和直线型信号转换的原理光电效应、光栅效应、电磁感应原理压电效应、压阻效应和磁阻效应等34分绝对传感回 4分绝对传感回 脉冲编 、自整角机、旋转变压器、圆感应同步器、光栅角度传感器、多极旋转变压器 、绝对脉冲编 绝对值式光栅、 三速圆感应同步器 、器、光栅尺、磁栅尺、激光干三速感应同步器 、绝对值磁尺、光电编码尺、传感交、直流测速发电机字脉编码式速度传感器、速度传感速度角度传感（Tac

2、hsyn）、数字电磁磁敏式速度传感电传感电流传感传感器的性能指标应包括静态特传感器的性能指标应包括静态特性和动态特性，主要如下1.精符合输出量与输入量之间特定函数关系的准确程称作精度。高精度和高速实时测量对某一输入量，传感器的正行程的输出量与反行程输出量的不一致，称为迟滞2.分辨3.灵敏4.迟测量范围和量程 绝对和增量，其测量范围和量程 不一样零漂与温漂测量零点的变化，以及测量零点随温度的变化其它可靠性强、使方便、成。5旋转旋转变压6旋转变压器（Resolver）简称旋变，又称作解算器或分解器分类：有电刷、集电环结构和无刷结旋转变压器（Resolver）简称旋变，又称作解算器或分解器分类：有电

3、刷、集电环结构和无刷结345216787-电刷 8-集电环1-转2-轴3-机4-转子铁心5-定子铁6-端88E2=E2=EE2=0（= 式中E2转子绕组感应电势；V1定子绕组励磁电Vm电压信号幅值； 定、转子绕组轴线间夹角； K变压（即绕组匝数比92=cos- KV2=cos- KVV(sinStcos-sin(t-转子输出信号的相位角(t-)与转sm=m的偏转角之间有着严格的对应关系图5.3 定子两相绕组励22.鉴幅方Vs=Vmsin电Vc=Vmcos电E2=cos机-22.鉴幅方Vs=Vmsin电Vc=Vmcos电E2=cos机-KVcsinsVsinS sin(电-机) mm感应电势（E

4、2）是以为角频率、以-)为幅值的交变电m电机压信号。若电气角电已知，只要测出幅值(利用E2 =0)，便可间接的求出机械角机 ，从而得出被测角位移图5.3 定子两相绕组励1.结结缘绕层滑定基1.结结缘绕层滑定基2.工作原W0定01/2WW滑Sin绕cos绕x VS Vm sinV KVS cos cossin2.工作原W0定01/2WW滑Sin绕cos绕x VS Vm sinV KVS cos cossin3.应鉴3.应鉴相方给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以幅值相等、频率同、相位相差90的交流电VS Vm sinVC Vm 定尺导片感应出电压V KVm costcos KVm sintKVm

5、cos(t3.鉴幅方给滑尺的正弦3.鉴幅方给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以幅值不等、频率同、相位相等的交流电VS Vm sinsinVC Vm cossin定尺导片感应出电压KVm sincostcos KVm coscost KVm cost(sincos cossinKVmsin( KV x)m电直线光光栅的直线光光栅的分类：物理光栅和计量光光栅的运动方式：长光栅和圆光光线：透射光栅和反射光标尺光VS图5.9栅的结.10栅读数1-光源 2-准直镜 3-指示光1-防护4-防护2-光栅读数头 3-标尺光4-光敏元5-驱动线主标尺光VS图5.9栅的结.10栅读数1-光源 2-准直镜 3-指示光

6、1-防护4-防护2-光栅读数头 3-标尺光4-光敏元5-驱动线主2.工作原理（以透射投影为例d2wW2)WVS2倍d放d其中d1为标尺光栅的栅当d12.工作原理（以透射投影为例d2wW2)WVS2倍d放d其中d1为标尺光栅的栅当d1=d2=d时严格来说：横条纹排列ddd 方向是与两片光栅线纹夹角的平W 分线相垂2VSVSWd、栅线夹角（2）放大作sin(Wd、栅线夹角（2）放大作sin(/2 很小可认故sin=(d/2)/W，= )sin)d0.01,（3）均化栅距0.01rad,W放大100尔条纹之间的距离相对光栅栅距是很大的，故光栅栅距误条纹的细分技术：光学细分、机械细分和电子细分：四倍电

7、路（还有多倍频电路a整差动放正脉b辨c条纹的细分技术：光学细分、机械细分和电子细分：四倍电路（还有多倍频电路a整差动放正脉b辨cd反脉差动放整a)原理框原理：摩尔条纹编摩尔条纹信号为正（余）弦信号，有四块光电池（相位彼此相差90）接收，a、c信号相位差180，送入差动（放大器防干扰、放大），得sin信号。同理由b、d信号得cos信号。经整形变成产生正走、反走脉冲。经方向辨别电路，在正走时（反走）产生四个正走脉冲（四反走脉冲）可逆计数器计电A差动放整a反微正向脉CY4微BY反向脉差动放整d6微反D 反向，微分电路产脉冲，Y1Y8为与门、H2上升A“或门c)波形图：脉冲的产生（上升沿微分相相超前正

8、走：(H )(H 低电12Y 3超前(H 反走低电2Y 7A差动放整a反微正向脉CY4微BY反向脉差动放整d6微反D 反向，微分电路产脉冲，Y1Y8为与门、H2上升A“或门c)波形图：脉冲的产生（上升沿微分相相超前正走：(H )(H 低电12Y 3超前(H 反走低电2Y 7 微光电脉冲作用：脉冲是一种旋转式脉冲发12345器，能把机械转角变成电脉可作为位置检测和速度检测装置分类：脉冲分为：光电式、接触和电磁感应式光电脉冲作用：脉冲是一种旋转式脉冲发12345器，能把机械转角变成电脉可作为位置检测和速度检测装置分类：脉冲分为：光电式、接触和电磁感应式大变测装置。是一种增量761-光源 2-圆光栅

9、 3-指示光栅 4-电池组 5-机电路6-护罩 7-印参数：它的型号是由每转发出的脉冲数区分。2000P/r、2500P/r和 3000 P/r等；共有3路脉冲A（如2500P/r）B（如2500P/r）、Z（1节距AB图5.15光电脉冲的输出波节距AB图5.15光电脉冲的输出波ade+A相信单整计&-c反f&bB相信整逻辑电路应用一适应带加计数要求的 可 逆 计 数器，形成加 计数脉冲减计数脉aabcbcdd 低电ee低电ff 正走：a 超前b1/4周期加计 反走：a 超前b1/4周期减计b) 波型 ade+A相信单整计&-c反f&bB相信整逻辑电路应用一适应带加计数要求的 可 逆 计 数器

10、，形成加 计数脉冲减计数脉aabcbcdd 低电ee低电ff 正走：a 超前b1/4周期加计 反走：a 超前b1/4周期减计b) 波型 QCA相脉整单方计12QB相脉RDa)逻辑电路应用二适应有计3脉控制端和向控制端的 计数器，形 成正走、反 走计数脉冲 和方向控电平A A BB CDCD11低电平3 3 正走：A超前B 90，方向端反走BA90，方向3“1”，代表QCA相脉整单方计12QB相脉RDa)逻辑电路应用二适应有计3脉控制端和向控制端的 计数器，形 成正走、反 走计数脉冲 和方向控电平A A BB CDCD11低电平3 3 正走：A超前B 90，方向端反走BA90，方向3“1”，代表

11、反“0” ，代表正b)波型 单整S含义特点通绝对编码盘的代码（图案）信号指示绝对位置电源含义特点通绝对编码盘的代码（图案）信号指示绝对位置电源切除后，位置信息不丢失没有累计误差分类接触电磁二进制编）工作原理利物理效应的原理制元件是由半导体材料制成的磁敏元元件的工作利物理效应的原理制元件是由半导体材料制成的磁敏元元件的工作原理和结Y霍尔电动势d XU式中 RIcdB 磁通密度； Ic 控制电流； d 半导体厚度BR常数H2根检测元件检测电定律，电流与磁通密度的关系2根检测元件检测电定律，电流与磁通密度的关系B 0rB 离通电距离R处的磁通式中0、 真空磁导率、相对磁导率I、N 通电导体的电流及匝数0 Ucr元件输出电压H与通电导体的电流I正可知具有智能具有智能加工功能的数控机床所用的反馈元 温度传感 切削力传感 变形传感 加速度传感