电感式传感器d感应同步器.ppt

感应同步器的结构和种类
1. 直线式感应同步器的结构
直线式感应同步器的定尺和滑尺都由基板、绝缘层和绕组构成。绕组的外面包有一层与绕组绝缘的接地屏蔽层。
定尺安装在静止的机械设备上,与导轨母线平行。滑尺安装在活动的机械部件上,与定尺之间保持均匀的狭小气隙。滑尺相对定尺而移动。
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图3-4 直线式感应同步器外形
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直线式感应同步器定尺和滑尺的基板采用铸铁或其他钢材做成。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。
在定尺和滑尺上腐蚀成印制电路绕组。绕组的材料为铜。在定尺和转子上的是连续绕组,在滑尺和定子上的则是分段绕组。分段绕组分为两组,布置成在空间相差90°相角,分别称为正弦绕组(S绕组)和余弦绕组(C绕组)。感应同步器的分段绕组和连续绕组相当于变压器的一次侧和二次侧线圈,利用交变电磁场和互感原理工作。
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图13-5 长感应同步器示意图
(a) 定尺(b) 滑尺
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2. 直线式感应同步器的种类
根据不同的运行方式、精度要求、测量范围、安装条件等。直线式感应同步器可设计成各种不同的尺寸、形状和种类。
(1) 标准型:标准型直线感应同步器精度高,应用最普遍。每根定尺长250 mm。如果测量长度超过175 mm时,可将几根定尺接起来使用,甚至可连接长达十几米,但必须保持安装平整,否则极易损坏。
(2) 窄型:窄型直线同步感应器中定尺、滑尺长度与标准型相同,仅是定尺宽度为标准型的一半。用于安装尺寸受限制的设备,精度稍低于标准型。
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(3) 带型: 定尺的基板改用钢带,滑尺做成滑标式,直接套在定尺上。安装表面不用加工,使用时只需将钢带两头固定即可。
(4) 三重型: 在一根定尺上有粗、中、精三种绕组,以便构成绝对坐标系统。
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图3-6 圆感应同步器示意图
(a) 定子(b) 转子
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感应同步器的工作原理
感应同步器安装时,定尺和滑尺、转子和定子上的平面绕组面对面地放置。由于其间气隙的变化要影响到电磁耦合度的变化,因此气隙一般必须保持在(±)mm的范围内。
感应同步器工作时,如果在其中一种绕组上通以交流激励电压,由于电磁耦合,在另一种绕组上就产生感应电动势,该电动势随定尺与滑尺(或转子与定子)的相对位置不同呈正弦、余弦函数变化。也就是说,感应同步器可以看做一个耦合系数随相对位移变化的变压器,其输出电动势与位移具有正弦、余弦的关系。利用电路对感应电动势进行适当的处理,就可测量出直线或转角的位移量。
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如图3-6所示,先考虑对S绕组单独励磁。
滑尺处在A点的位置时,滑尺S绕组与定尺某一绕组重合,定尺感应电动势值最大;当滑尺向右移动W/4距离到达B点的位置时,定尺感应电动势为零;当滑尺移过W/2至C点位置时,定尺感应电动势为负的最大值;当滑尺移过3W/4至D点的位置时,定尺感应电动势又为零。
其感应电动势如图3-6中曲线1所示。
同理,余弦绕组单独励磁时,定尺感应电动势变化如曲线2所示。
定尺上产生的总的感应电动势是正弦、余弦绕组分别励磁时产生的感应电动势之和。
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图3-6 感应电动势与两相绕组相对位置的关系
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