感应同步器 更新时间：2011-05-29 09:40

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感应同步器是一种电磁感应式多级位置传感元件，它可以测量角位移或直线位移，具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。

感应同步器的特点

• 感应有许多极，其输出电压是许多极感应电压的平均值，因此检测装置本身微小的制造误差由于取平均值而得到补偿，其测量精度较高；测量距离长，感应同步器可以采用拼接的方法，增大测量尺寸；对环境的适应性较强，因其利用电磁感应原理产生信号，所以抗油、水和灰尘的能力较强；结构简单，使用寿命长且维护简单。

感应同步器的分类

• 感应同步器种类很多，有直线型和旋转型两类。前者用来传感和测量直线位移信号，后者用来传感和测量角度位移信号。

  (1)直线型。分为标准型、窄型、带型、三速式(绝对式)。

  (2)旋转型。按直径与极对数的不同，有多种不同的型号，如一b320mm，币178一，妒6一，筇o“皿。窄型的宽度约为标准型的l／2。旋转型的转子和定子分别相当于直线型的定尺和滑尺，即旋转型定子的绕组分布一般分为正弦和余弦相同的绕组，而圆型转子上的绕组是连续的，与直线型定尺绕组相同。

感应同步器的结构

• 感应同步器的结构其定尺和滑尺的基板由与车床热膨胀系数相近的钢板做成，钢板上用绝缘黏结剂贴有铜箔，并利用照相腐蚀的办法做成图示的印刷绕组。感应同步器定尺和滑尺绕组的节距相等，均为2r=2一，这是衡量感应同步器精度的主要参数，工艺上要保证其节距的精度。一块标准型感应同步器定尺长度为250mm，其绝对精度可达2 5¨m，分辨率可达0 2pm。

  滑尺上制有两组分段绕组。联成两相绕组A、B，如果把定尺绕组和滑尺绕组A对准，那么，滑尺绕组B正好和定尺绕组相差l“节距。也就是说，A绕组与B绕组在空间上相差1“节距。

  感应同步器的定尺和滑尺通过定尺尺座和滑尺尺座分别安装在车床上两个相对移动的部件上(如工作台和床身)，当工作台移动时，滑尺在定尺上移动，滑尺和定尺要用防护罩罩住．以防铁屑、油污和切削液等东西落到器件上影响正常工作。由于感应同步器的检测精度很高，故其安装精度要求很高。在安装时．关键要保证定尺安装面与车床导轨面的平行度要求，若这两个平面不平行，将引起定尺、滑尺之间的间隙变化，从而影响检测灵敏度。

感应同步器工作方式

• 同旋转工作方式相似，根据滑尺励磁绕组供电方式的不同，感应同步器的工作状态可分为相位工作方式和幅值工作方式两种情况。

  ①相位工作方式（鉴相工作法）  给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以同频、同幅但相位相差 的交流励磁电压，即:
  

  由于定尺绕组的感应电压滞后滑尺绕组的励磁电压90?，当滑尺移动时，定尺绕组中产生的感应电压为:
  

  式中, 为耦合系数； 为滑尺绕组相对于定尺绕组的空间相位角， 其中 为滑尺相对定尺的位移量， 为节距。

  应用叠加原理，定尺绕组上的感应电压为
  

  由上述分析可知，在相位工作方式中，感应输出电压是一个幅值不变的交流电压。由于耦合系数K 、励磁电压幅值um以及频率ω均为常数，所以定尺感应电压ud只随空间相位角θ的变化而变化,即定尺感应电压ud与滑尺的位移值×有严格的对应关系。通过鉴别定尺感应电压相位，即可测得滑尺和定尺的相对位移量。

  ②幅值工作方式（鉴幅工作方式）  给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以同频率、同相位但幅值不同的交流励磁电压，即:
  

  其中， ，  为给定的电气角。

  则在定尺绕组上产生的感应电压为: