傳感器應(yīng)用技術(shù) 課件 項(xiàng)目九 基于數(shù)字式傳感器的位置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與制作

項(xiàng)目九 基于數(shù)字式傳感器的位置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與制作增量式編碼器的結(jié)構(gòu)組成：它由檢測(cè)頭、脈沖編碼器以及發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路和光敏三極管的光電檢測(cè)電路組成。在一個(gè)圓盤(pán)的邊緣上開(kāi)有相等角度的細(xì)縫（分透明和不透明兩種），在開(kāi)縫圓盤(pán)兩邊安裝光源及光敏元件。增量式編碼器工作原理：在圓盤(pán)隨工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)縫隙就發(fā)生一次光線的明暗變化，經(jīng)過(guò)光敏元件就產(chǎn)生一次電信號(hào)的變化，再經(jīng)過(guò)整形放大，可以得到一定幅度和功率的電脈沖輸出信號(hào)（脈沖數(shù)=轉(zhuǎn)過(guò)的細(xì)縫數(shù)）。將脈沖信號(hào)送到計(jì)數(shù)器中去進(jìn)行計(jì)數(shù)，則計(jì)數(shù)碼就能反映圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)角。增量式編碼器下圖給出了變相環(huán)節(jié)的邏輯電路框圖。采用兩套光電轉(zhuǎn)換裝置，這兩套光電轉(zhuǎn)換裝置在空間的相對(duì)位置有一定的關(guān)系，保證它們產(chǎn)生的信號(hào)在相同位置上相差1/4周期，將得到的兩路信號(hào)（相位相差900）經(jīng)放大整形后，脈沖編碼器輸出兩路方波信號(hào)。增量式編碼器正轉(zhuǎn)時(shí)，光敏元件2比光敏元件1先感光，此時(shí)與門(mén)DA1有輸出，將加減控制器觸發(fā)器使可逆計(jì)數(shù)器的加減母線為高電位。同時(shí)，DA1的輸出脈沖又經(jīng)或門(mén)送到可逆計(jì)數(shù)器的輸入端，計(jì)數(shù)器進(jìn)行加法計(jì)數(shù)。反轉(zhuǎn)時(shí)，光敏元件1比光敏元件2先感光，計(jì)數(shù)器進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。這樣就可以區(qū)別旋轉(zhuǎn)方向，自動(dòng)進(jìn)行加法減法計(jì)數(shù)，它每次反映的都是相對(duì)于上次角度的增量。增量式編碼器增量式編碼器增量式編碼器如圖所示，通道A和通道B的信號(hào)的周期相同，且相位相差1/4個(gè)周期，結(jié)合兩相的信號(hào)值：當(dāng)B相和A相先是都讀到高電平（1

1），再B讀到高電平，A讀到低電平（1

0），則為順時(shí)針轉(zhuǎn)當(dāng)B相和A相先是都讀到低電平（0

0），再B讀到高電平，A讀到低電平（1

0），則為逆時(shí)針轉(zhuǎn)除通道A、通道B

以外，還會(huì)設(shè)置一個(gè)額外的通道Z

信號(hào)，表示編碼器特定的參考位置，如圖所示，傳感器轉(zhuǎn)一圈后Z

軸信號(hào)才會(huì)輸出一個(gè)脈沖，在Z軸輸出時(shí)，可以通過(guò)將AB通道的計(jì)數(shù)清零，實(shí)現(xiàn)對(duì)碼盤(pán)絕對(duì)位置的計(jì)算。增量式編碼器增量式編碼器的工作特點(diǎn)：1、只有當(dāng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)時(shí)才會(huì)輸出信號(hào)。2、一般會(huì)輸出通道A和通道B

兩組信號(hào)，并且有90°

的相位差（1/4個(gè)周期），同時(shí)采集這兩組信號(hào)就可以計(jì)算設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度和方向。增量式編碼器世界上第一臺(tái)光纖編碼器是如何誕生的？2003年，瑞士。Doppelmayr/Garaventa公司需要一個(gè)“光纖”編碼器，可對(duì)雷電免疫，并能在長(zhǎng)距離內(nèi)運(yùn)行。這個(gè)需求促使研發(fā)公司經(jīng)過(guò)不斷的研究實(shí)驗(yàn)，最終Micronor與控制器供應(yīng)商Frey

AG合作開(kāi)發(fā)了第一個(gè)光纖增量編碼器(現(xiàn)為HK-MR346)由此可見(jiàn)，創(chuàng)造往往來(lái)源于解決問(wèn)題的實(shí)踐中。項(xiàng)目九 基于數(shù)字式傳感器的位置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與制作碼盤(pán)式編碼器，也叫絕對(duì)式編碼器。在總體結(jié)構(gòu)上與增量式比較類似，都是由碼盤(pán)、檢測(cè)裝置和放大整形電路構(gòu)成，但是具體的碼盤(pán)結(jié)構(gòu)和輸出信號(hào)含義不同。盤(pán)式角度—數(shù)字編碼器是按角度直接進(jìn)行編碼的傳感器。這種傳感器是把碼盤(pán)裝在檢測(cè)軸上，按結(jié)構(gòu)可把它分為：接觸式、充電式、電磁式等幾種。編碼方式一般采用自然二進(jìn)制、格雷碼或者BCD

碼等。碼盤(pán)式編碼器碼盤(pán)式編碼器碼盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖所示：碼盤(pán)式編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器，在它的圓形碼盤(pán)上沿徑向有若干同心碼盤(pán)，每條道上有透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤(pán)上的碼道數(shù)是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤(pán)的一側(cè)是光源，另一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件，當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào)，形成二進(jìn)制數(shù)。碼盤(pán)式編碼器碼盤(pán)式編碼器1.碼盤(pán)利用若干透光和不透光的線槽組成一套二進(jìn)制編碼，這些二進(jìn)制碼與編碼器轉(zhuǎn)軸的每一個(gè)不同角度是唯一對(duì)應(yīng)的。2.絕對(duì)式編碼器的碼盤(pán)上有很多圈線槽，被稱為碼道，每一條（圈）碼道內(nèi)部線槽數(shù)量和長(zhǎng)度都不同。它們共同組成一套二進(jìn)制編碼，一條（圈）碼道對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的其中一個(gè)位（通常是碼盤(pán)最外側(cè)的碼道表示最低位，最內(nèi)側(cè)的碼道表示最高位）。3.碼道的數(shù)量決定了二進(jìn)制編碼的位數(shù)，一個(gè)絕對(duì)式編碼器有N

條碼道，則它輸出二進(jìn)制數(shù)的總個(gè)數(shù)是2的N次方個(gè)。4.讀取這些二進(jìn)制碼就能知道設(shè)備的絕對(duì)位置，所以稱之為絕對(duì)式編碼器。碼盤(pán)式編碼器工作原理：圖中L.S.B表示低數(shù)碼道，1.S.B表示1數(shù)碼道，2.S.B表示2數(shù)碼，以此類推。黑色部分表示高電平1，使用時(shí)將這部分挖掉，讓光源投射出去，以便通過(guò)接收元件轉(zhuǎn)換為電脈沖；白色部分表示低電平0，使用時(shí)這部分遮斷光源，以便接收元件轉(zhuǎn)換為低電平脈沖。在AO直線上，每個(gè)數(shù)碼道設(shè)置一個(gè)光源，如發(fā)光二極管。編碼盤(pán)的轉(zhuǎn)軸O可直接利用待測(cè)物的轉(zhuǎn)軸。待測(cè)的角位移可由各個(gè)碼道上的二進(jìn)制數(shù)表示，如OB直線上的三個(gè)數(shù)碼道所代表的二進(jìn)制數(shù)碼為010.但在直線OA位置上時(shí)，二進(jìn)制數(shù)碼可能產(chǎn)生較大誤差。在低數(shù)碼道L.S.B時(shí)，這種誤差僅為1和0之間的誤差，如在數(shù)碼道2.S.B時(shí)，有可能出現(xiàn)000，111和110等誤差。這種現(xiàn)象稱錯(cuò)碼，碼盤(pán)設(shè)計(jì)時(shí)可通過(guò)編碼技術(shù)和掃描方法解決。碼盤(pán)式編碼器碼盤(pán)式編碼器碼盤(pán)式編碼器編碼盤(pán)的結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但對(duì)碼盤(pán)的制作和電刷（或光電元件）的安裝要求十分嚴(yán)格，否則就會(huì)出鍺。例如：當(dāng)電刷由

h（0111）i（1000）過(guò)度時(shí)，如電刷位置安裝不準(zhǔn)，可能出現(xiàn)8—15之間的任一十進(jìn)制數(shù)，這種誤差屬于非單值性誤差。清除非單值誤差的方法：方法1：采用雙電刷、工藝電路上都比較復(fù)雜，故很少采用。方法2：采用循環(huán)碼代替二進(jìn)制碼。由于循環(huán)碼的相鄰的兩個(gè)數(shù)碼間只有一位時(shí)變化的，因此即使制作和安裝不準(zhǔn)，產(chǎn)生的誤差最多也只是一位數(shù)。碼盤(pán)式編碼器碼盤(pán)式編碼器增量型與絕對(duì)值型編碼器的主要區(qū)別：①增量型編碼器是在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，每旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的角度間隔，交替輸出一組脈沖編碼。②絕對(duì)值型編碼器則始終是基于機(jī)械軸當(dāng)前所在的角度，持續(xù)輸出其旋轉(zhuǎn)位置編碼。碼盤(pán)式編碼器絕對(duì)編碼器應(yīng)用場(chǎng)合：紡織機(jī)械、灌溉機(jī)械、造紙印刷、水利閘門(mén)、機(jī)器人及機(jī)械手臂、港口起重機(jī)械、鋼鐵冶金設(shè)備、重型機(jī)械設(shè)備、精密測(cè)量設(shè)備、機(jī)床、食品機(jī)械等都有絕對(duì)編碼器的應(yīng)用。若沒(méi)有特殊要求，在測(cè)量物料進(jìn)給距離時(shí)，就沒(méi)有必要采用絕對(duì)值反饋，為了提升測(cè)量精度，可以使用單圈絕對(duì)值編碼器。如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的位置測(cè)量，就可以考慮使用多圈絕對(duì)值型編碼器，來(lái)確保位置和精度達(dá)到使用要求。碼盤(pán)式編碼器絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，因其每一個(gè)位置絕對(duì)唯一、抗干擾、無(wú)需掉電記憶，已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長(zhǎng)度測(cè)量和定位控制。增量式編碼器機(jī)床旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)床旋轉(zhuǎn)編碼器屬于編碼器中較為特殊的一種，它通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出，用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速，是工業(yè)中常用的電機(jī)定位設(shè)備，可以精確的測(cè)試電機(jī)的角位移和旋轉(zhuǎn)位置。我國(guó)的編碼器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀：目前來(lái)看的話國(guó)內(nèi)對(duì)核心技術(shù)的掌控還是和國(guó)外有一定的差距。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)如今還不能做出精度較高的絕對(duì)值編碼器，最直接的原因就是在碼盤(pán)上刻線的技術(shù)還不夠成熟，導(dǎo)致編碼器的分辨率不夠高，達(dá)不到現(xiàn)如今一般廠家的要求。如今德國(guó)“工業(yè)4.0”發(fā)布后，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始實(shí)施“中國(guó)制造2025”計(jì)劃，其主要目的是借鑒國(guó)外技術(shù)發(fā)展自我品牌。但國(guó)外廠商對(duì)技術(shù)的保密以及國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)現(xiàn)狀的不友好使得創(chuàng)造自主品牌這條路十分難走，然而許多企業(yè)還是毅然決然地踏上了路程。雖然也是為了跟上當(dāng)下自主品牌發(fā)展的趨勢(shì)，但我們明白只有依靠自己，才能走得更遠(yuǎn)。增量式編碼器我國(guó)的編碼器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀：增量式編碼器國(guó)產(chǎn)編碼器進(jìn)口編碼器項(xiàng)目九 基于數(shù)字式傳感器的位置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與制作我們需要先了解激光干涉現(xiàn)象是什么？激光與普通光不一樣，是單色光，是某物質(zhì)的電子能量躍遷產(chǎn)生的，所以它的振動(dòng)頻率很單一，波動(dòng)方向也恒定，是干涉光波。用干涉實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明。下面圖中的一束激光，經(jīng)過(guò)兩個(gè)小孔得到兩個(gè)同樣性質(zhì)的光，于是它們?cè)趥鞑ミ^(guò)程中疊加了，有的地方振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些地方的震動(dòng)始終減弱，而且振動(dòng)強(qiáng)度有著穩(wěn)定的空間分布。在固定位置接收到的光強(qiáng)按一定規(guī)律作強(qiáng)弱交替變化，形成激光的干涉條紋。角度傳感器角度傳感器激光角度測(cè)量傳感器，采用邁克爾遜干涉原理，用兩路光程差的變化來(lái)表示角度的變化，經(jīng)角錐棱鏡反射的一路光的光程隨著轉(zhuǎn)角的變化而變化，因此干涉條紋也發(fā)生相應(yīng)的移動(dòng)，測(cè)得條紋的移動(dòng)量，就可測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)角。在此原理基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的角度測(cè)量系統(tǒng)致力于光路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和消除各種誤差因素的影響。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后可以測(cè)量大約90度的角度，但各種誤差因素隨著所測(cè)角度的增大而急劇增加，因此該系統(tǒng)的測(cè)量范圍限制在幾度內(nèi)，在此范圍內(nèi)具有極高的測(cè)量準(zhǔn)確度。角度傳感器采這種技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，美國(guó)、日本、德國(guó)、俄羅斯等國(guó)家早已將激光干涉小角度測(cè)量技術(shù)作為小角度測(cè)量的國(guó)家基準(zhǔn)。為了消除轉(zhuǎn)盤(pán)徑向移動(dòng)對(duì)角度測(cè)量的影響，采用如圖所示的測(cè)量光路，用兩個(gè)角錐棱鏡形成差動(dòng)測(cè)量，大大提高了系統(tǒng)的線性和靈敏度。為了增加干涉儀抗環(huán)境干擾的能力，可以采用雙頻激光外差干涉測(cè)量法，用雙頻激光代替普通光源。用這種方法測(cè)量平面角，靈敏度可達(dá)0.002''。角度傳感器角度傳感器激光角度測(cè)量的光路原理角度傳感器激光角度測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用利用激光的干涉現(xiàn)象能夠用于檢測(cè)的原理，制作出多種激光測(cè)量?jī)x。利用激光測(cè)量?jī)x，可以方便地測(cè)量角度、直線度、垂直度、彎曲度等幾何量，可以指導(dǎo)高精度設(shè)備的安裝，檢測(cè)其工作精度，檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的俯仰角、扭擺角、垂直度和直線度等。角度傳感器差之毫厘，失之千里！角度傳感器差之毫厘，失之千里！激光準(zhǔn)直儀在高層建筑建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。但是在儀器使用時(shí)必須將垂準(zhǔn)儀進(jìn)行檢校，架設(shè)儀器時(shí)須按操作規(guī)程認(rèn)真操作，對(duì)于垂準(zhǔn)儀來(lái)說(shuō)，自身帶有的固定誤差就是激光束的垂直度誤差。投測(cè)距離越大，點(diǎn)位偏差越大。所以我們?cè)诎惭b使用設(shè)備時(shí)不但要規(guī)范精確安裝，還要想辦法去除設(shè)備誤差，否則在建筑過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)“差之毫厘，失之千里”的不合格高樓！項(xiàng)目九 基于數(shù)字式傳感器的位置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與制作光柵式傳感器指采用光柵疊柵條紋原理測(cè)量位移的傳感器。光柵是由大量等寬等間距的平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)器件。光柵傳感器是利用計(jì)量光柵的莫爾條紋現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行測(cè)量的，它廣泛地用于長(zhǎng)度和角度的精密測(cè)量，也可用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)度或角度的其他物理量。例如：位移、尺寸、轉(zhuǎn)速、力、重量、扭矩、振動(dòng)、速度和加速度等。按光柵的形狀和用途分為長(zhǎng)光柵和圓光柵，分別用于線位移和角位移的測(cè)量。按光線走向分為透射光柵和反射光柵。光柵傳感器光柵傳感器的結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理狹義來(lái)講：平行等寬而有等間隔的多狹縫即為衍射光柵。廣義上講：任何裝置只要它能起等寬而又等間隔的分割波陣面的作用，則均為衍射光柵。簡(jiǎn)單說(shuō)，光柵好似一塊尺子，尺面上刻有排列規(guī)則和形狀規(guī)則的刻線。光柵傳感器光柵傳感器光柵器件光柵測(cè)量系統(tǒng)一般由光源、主光柵、指示光柵、光學(xué)系統(tǒng)及光電探測(cè)器組成，如圖所示。主光柵為一長(zhǎng)方形光學(xué)玻璃，上刻有明暗相間的線對(duì)，明線（即透光線）寬度a與暗線（即遮光線）寬度b之比通常為1:1，兩者之和稱為光柵的柵距。柵距通常可以為1/10～1/100mm。光柵傳感器光柵測(cè)量系統(tǒng)的基本原理是：光柵尺中的一塊光柵尺固定不動(dòng)，另一塊光柵尺隨測(cè)量工作臺(tái)一起移動(dòng)，測(cè)量工作臺(tái)每移動(dòng)一個(gè)柵距，光電元件發(fā)出的一個(gè)信號(hào)，計(jì)數(shù)器記取一個(gè)數(shù)。這樣，根據(jù)光電元件發(fā)出的或計(jì)數(shù)器記取的信號(hào)數(shù)，便知可動(dòng)光柵尺移動(dòng)過(guò)的柵距數(shù)，即測(cè)得了工作臺(tái)移動(dòng)過(guò)的位移量。光柵傳感器光柵傳感器光柵傳感器光柵傳感器的特點(diǎn)：1.可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化。2.具有較強(qiáng)的抗干擾能力，對(duì)環(huán)境條件的要求不像激光干涉?zhèn)鞲衅髂菢訃?yán)格，但不如感應(yīng)同步器和磁柵式傳感器的適應(yīng)性強(qiáng)，油污和灰塵會(huì)影響它的可靠性。主要適用于在實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境較好的車(chē)間使用。3.精度高。光柵式傳感器在大量程測(cè)量長(zhǎng)度或直線位移方面僅僅低于激光干涉?zhèn)鞲衅?。在圓分度和角位移連續(xù)測(cè)量方面，光柵式傳感器屬于精度最高的；4.大量程測(cè)量兼有高分辨力。感應(yīng)同步器和磁柵式傳感器也具有大量程測(cè)量的特點(diǎn)，但分辨力和精度都不如光柵式傳感器。光柵傳感器光柵傳感器的應(yīng)用：對(duì)于光柵傳感器來(lái)說(shuō)，其最大的優(yōu)勢(shì)在于量程大、精度高。廣泛用于程控和數(shù)控機(jī)床，以及三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圓角位移和線性位移的測(cè)量。此外，它也非常適合機(jī)械振動(dòng)和變形測(cè)量等應(yīng)用。光柵傳感器在很多方面的性能比傳統(tǒng)機(jī)電傳感器更穩(wěn)定、更可靠、更準(zhǔn)確，可用于傳感和測(cè)量應(yīng)力、應(yīng)變或溫度等物理量，具有較高的靈敏度和測(cè)量范圍。

通過(guò)在光纖的幾個(gè)部分寫(xiě)入不同光柵間距的光纖光柵，可以同時(shí)測(cè)量幾個(gè)部分相應(yīng)的物理量和變化，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式光纖傳感。光柵傳感器細(xì)分技術(shù)：細(xì)分技術(shù)就是為了提高光柵測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)分辨率，在光柵測(cè)量系統(tǒng)的后續(xù)電路加入倍頻電路，將莫爾條紋進(jìn)一步細(xì)分的一種技術(shù)對(duì)莫爾條紋細(xì)分的方法很多。主要有直接細(xì)分（位置細(xì)分）、電阻鏈細(xì)分、鎖相細(xì)分幾種方法。光柵傳感器光柵傳感器在地震預(yù)測(cè)中發(fā)揮大作用！光柵傳感器光柵傳感器在地震預(yù)測(cè)中發(fā)揮大作用！地震經(jīng)常給人類造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失，有的家庭甚至因此而變得支離破碎。所以科研工作者也一直在不松懈的努力，爭(zhēng)取早一天讓人類可以逃離地震這個(gè)夢(mèng)魘的詛咒?，F(xiàn)代地震儀通過(guò)探測(cè)地震波,

得到地震記錄來(lái)研究震源、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地震波本身，并實(shí)現(xiàn)臨震預(yù)報(bào)。但是,

傳統(tǒng)的地震波探測(cè)系統(tǒng)普遍存在著靈敏度低、動(dòng)態(tài)范圍小、漏電、供電困難等問(wèn)題，限制了地震預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展。光纖激光型地震檢波器既具有光纖光柵檢波器波長(zhǎng)編碼、抗干擾能力強(qiáng)、探頭尺寸小、易于組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有干涉型檢波器靈敏度極高的優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)目前地震預(yù)測(cè)還只能提前十幾秒或者數(shù)十秒，這樣我們還是要學(xué)會(huì)如何在突發(fā)地震中保護(hù)好自己。項(xiàng)目九 基于數(shù)字式傳感器的位置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與制作感應(yīng)同步器是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，利用平面線圈結(jié)構(gòu)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)角位移與直線位移的數(shù)字式傳感器。感應(yīng)同步器分為直線式感應(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器兩種類型，前者用于直線位移的測(cè)量，后者用于角位移的測(cè)量。感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)：1.直線式感應(yīng)同步器如圖所示，直線式感應(yīng)同步器主要由定尺和滑尺組成。而定尺和滑尺是由基板1、絕緣層2、繞組3構(gòu)成。屏蔽層4覆蓋在滑尺繞組上?；宀捎描T鐵或其它鋼材制成。這些鋼材的線膨脹系數(shù)應(yīng)與安裝感應(yīng)同步器的床身的線膨脹系數(shù)相近，以減小溫度誤差。感應(yīng)同步器考慮到安裝的方便，可將定尺繞組制成連續(xù)式，見(jiàn)下圖a。而將滑尺繞組制成分段式的，見(jiàn)圖b。分段繞組有2K組導(dǎo)體組成。每組又由M根有效導(dǎo)體及相應(yīng)端部串聯(lián)而成。米尺遠(yuǎn)比滑尺長(zhǎng)，其中被全部滑尺繞組所覆蓋的定尺有效導(dǎo)體N成為直線式感應(yīng)同步器的極數(shù)。組裝好的直線式感應(yīng)同步器，其定尺應(yīng)與導(dǎo)軌母線相平行，且與滑尺保持有均勻的狹小氣隙。感應(yīng)同步器2.旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)如圖所示。定、轉(zhuǎn)子都是由基板1、絕緣層2和繞組3組成。在轉(zhuǎn)子（或定子）繞組的外面包有一層與繞組絕緣的接地屏蔽層4?；宄虱h(huán)形，材料為硬鉛、不銹鋼或玻璃。繞組用銅制成。屏蔽層用錫箔或鉛膜制成。感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器轉(zhuǎn)子繞組制成連續(xù)式的，如圖（a）所示，稱連續(xù)繞組。它由有效導(dǎo)體1、內(nèi)端部2和外端部件3構(gòu)成。有效導(dǎo)體共有N根。N也就是旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的極數(shù)。定子繞組制成分段式，如圖（b）所示，成為分段繞組。繞組由2K組導(dǎo)體組成，它們分別屬于A相和B相。K稱為一相組數(shù)。每組由M根有效導(dǎo)體及相應(yīng)的端部串聯(lián)構(gòu)成。屬于同一組的各組，用連接線連成一相。感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器的優(yōu)點(diǎn):①具有較高的精度與分辨力②抗干擾能力強(qiáng)③使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。④可以作長(zhǎng)距離位移測(cè)量⑤工藝性好，成本較低，便于復(fù)制和成批生產(chǎn)。感應(yīng)同步器①具有較高的精度與分辨力。其測(cè)量精度首先取決于印制電路繞組的加工精度，溫度變化對(duì)其測(cè)量精度影響不大。感應(yīng)同步器是由許多節(jié)距同時(shí)參加工作，多節(jié)距的誤差平均效應(yīng)減小了局部誤差的影響。目前長(zhǎng)感應(yīng)同步器的精度可達(dá)到±1.5μm，分辨力0.05μm，重復(fù)性0.2μm。直徑為300mm的圓感應(yīng)同步器的精度可達(dá)±1″，分辨力0.05″，重復(fù)性0.1″。②抗干擾能力強(qiáng)。感應(yīng)同步器在一個(gè)節(jié)距內(nèi)是一個(gè)絕對(duì)測(cè)量裝置，在任何時(shí)間內(nèi)都可以給出僅與位置相對(duì)應(yīng)的單值電壓信號(hào)，因而瞬時(shí)作用的偶然干擾信號(hào)在其消失后不再有影響