传感器应用技术 课件 知识点：9.5感应同步器

传感器应用技术项目九基于数字式传感器的位置检测仪的设计与制作感应同步器讲授内容感应同步器是以电磁感应为基础，利用平面线圈结构来检测转角位移与直线位移的数字式传感器。感应同步器分为直线式感应同步器和旋转式感应同步器两种类型，前者用于直线位移的测量，后者用于角位移的测量。感应同步器感应同步器的结构：1.直线式感应同步器如图所示，直线式感应同步器主要由定尺和滑尺组成。而定尺和滑尺是由基板1、绝缘层2、绕组3构成。屏蔽层4覆盖在滑尺绕组上。基板采用铸铁或其它钢材制成。这些钢材的线膨胀系数应与安装感应同步器的床身的线膨胀系数相近，以减小温度误差。感应同步器考虑到安装的方便，可将定尺绕组制成连续式，见下图a。而将滑尺绕组制成分段式的，见图b。分段绕组有2K组导体组成。每组又由M根有效导体及相应端部串联而成。米尺远比滑尺长，其中被全部滑尺绕组所覆盖的定尺有效导体N成为直线式感应同步器的极数。组装好的直线式感应同步器，其定尺应与导轨母线相平行，且与滑尺保持有均匀的狭小气隙。感应同步器

2.旋转式感应同步器旋转式感应同步器的结构如图所示。定、转子都是由基板1、绝缘层2和绕组3组成。在转子（或定子）绕组的外面包有一层与绕组绝缘的接地屏蔽层4。基板呈环形，材料为硬铅、不锈钢或玻璃。绕组用铜制成。屏蔽层用锡箔或铅膜制成。感应同步器感应同步器转子绕组制成连续式的，如图（a）所示，称连续绕组。它由有效导体1、内端部2和外端部件3构成。有效导体共有N根。N也就是旋转式感应同步器的极数。定子绕组制成分段式，如图（b）所示，成为分段绕组。绕组由2K组导体组成，它们分别属于A相和B相。K称为一相组数。每组由M根有效导体及相应的端部串联构成。属于同一组的各组，用连接线连成一相。感应同步器感应同步器的优点:①具有较高的精度与分辨力②抗干扰能力强③使用寿命长，维护简单。④可以作长距离位移测量⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。感应同步器①具有较高的精度与分辨力。其测量精度首先取决于印制电路绕组的加工精度，温度变化对其测量精度影响不大。感应同步器是由许多节距同时参加工作，多节距的误差平均效应减小了局部误差的影响。目前长感应同步器的精度可达到±1.5μm，分辨力0.05μm，重复性0.2μm。直径为300mm的圆感应同步器的精度可达±1″，分辨力0.05″，重复性0.1″。②抗干扰能力强。感应同步器在一个节距内是一个绝对测量装置，在任何时间内都可以给出仅与位置相对应的单值电压信号，因而瞬时作用的偶然干扰信号在其消失后不再有影响。平面绕组的阻抗很小，受外界干扰电场的影响很小。③使用寿命长，维护简单。定尺和滑尺，定子和转子互不接触，没有摩擦、磨损，所以使用寿命很长。它不怕油污、灰尘和冲击振动的影响，不需要经常清扫。但需装设防护罩，防止铁屑进入其气隙。④可以作长距离位移测量。可以根据测量长度的需要，将若干根定尺拼接。拼接后总长度的精度可保持（或稍低于）单个定尺的精度。目前几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量，大多采用感应同步器来实现。⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。由于感应同步器具有上述优点，长感应同步器目前被广泛地应用于大位移静态与动态测量中，例如用于三坐标测量机、程控数控机床及高精度重型机床及加工中测量装置等。圆感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。感应同步器感应同步器的应用非常广泛，可用于测量线位移、角位移以及与此相关的物理量，如转速、振动等。直线感应同步器常应用于大型精密机床、坐标铣床及其他数控机床的定位控制和数显;圆感应同步器常用于需达天线定跟踪、导弹制导、精密机床或测量仪器设备的分度装置等。

技术发展不断推动技术应用！感应式传感器被广泛用于测量位置或速度，但是大量的材料和对精心绕制线圈的要求使得它们生产成本高昂，特别是需要精密绕制的高精度设备。近年来，新一代的感应传感器已经进入市场，不仅在传统市场上，而且在工业、汽车、医疗、公用事业、科学、石油和天然气等领域都有着越来越大的应用。新一代感应器采用与传统器件相同的基本物理原理，但采用印刷电路板和现代数字电子学，而不是笨重的变压器结构和模拟电子学。印刷电