第5章數(shù)控機床檢測裝置課件

1、第第5章章 數(shù)控機床檢測裝置數(shù)控機床檢測裝置5.1 5.1 概概 述述 檢測裝置檢測裝置是數(shù)控機床的重要組成部分，它是是數(shù)控機床的重要組成部分，它是依靠指令值和檢測裝置的反饋值比較后發(fā)出控制依靠指令值和檢測裝置的反饋值比較后發(fā)出控制指令，控制伺服系統(tǒng)和傳動裝置驅(qū)動機床的運動指令，控制伺服系統(tǒng)和傳動裝置驅(qū)動機床的運動部件，實現(xiàn)數(shù)控機床各種加工過程，保證具有較部件，實現(xiàn)數(shù)控機床各種加工過程，保證具有較高的加工精度。高的加工精度。 數(shù)控檢測裝置的主要作用數(shù)控檢測裝置的主要作用: : 檢測運動部件的位移和速度，并反饋檢測信號。檢測運動部件的位移和速度，并反饋檢測信號。其精度其精度對數(shù)控機床的定位精度和

2、加工精度均有很對數(shù)控機床的定位精度和加工精度均有很大影響大影響，要提高數(shù)控機床的加工精度，就必須提，要提高數(shù)控機床的加工精度，就必須提高檢測裝置和檢測系統(tǒng)的精度。高檢測裝置和檢測系統(tǒng)的精度。 一、數(shù)控機床對檢測裝置的主要要求一、數(shù)控機床對檢測裝置的主要要求（1 1）工作有較高的可靠性和抗干擾能力）工作有較高的可靠性和抗干擾能力 檢測裝置應(yīng)能抗各檢測裝置應(yīng)能抗各 種電磁干擾，抗干擾能力強，基準(zhǔn)尺對溫度和濕度敏感性低，種電磁干擾，抗干擾能力強，基準(zhǔn)尺對溫度和濕度敏感性低，溫濕度變化對測量精度等環(huán)境因素的影響小。溫濕度變化對測量精度等環(huán)境因素的影響小。(2(2）滿足精度和速度的要求）滿足精度和速度的

3、要求 分辨率應(yīng)在分辨率應(yīng)在0.0010.0010.010.01內(nèi)，測量精度應(yīng)滿足內(nèi)，測量精度應(yīng)滿足0.0020.0020.020.02/m/m，運動速度應(yīng)滿足，運動速度應(yīng)滿足0 020m/min20m/min。（3 3）便于安裝和維護(hù)）便于安裝和維護(hù) 檢測裝置安裝時要滿足一定的安裝精度檢測裝置安裝時要滿足一定的安裝精度要求，安裝精度要合理，考慮到影響，整個檢測裝置要求有較要求，安裝精度要合理，考慮到影響，整個檢測裝置要求有較好的防塵、防油污、防切屑等措施。好的防塵、防油污、防切屑等措施。（4 4）成本低、壽命長）成本低、壽命長 不同類型的數(shù)控機床對檢測系統(tǒng)的分辨不同類型的數(shù)控機床對檢測系統(tǒng)的分

4、辨率和速度有不同的要求，一般情況下，選擇檢測系統(tǒng)的分辨率率和速度有不同的要求，一般情況下，選擇檢測系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，要求比加工精度高一個數(shù)量級?；蛎}沖當(dāng)量，要求比加工精度高一個數(shù)量級。二、位置檢測裝置的常用類型位置檢測裝置按其測量對象、工作原理和結(jié)構(gòu)特點主位置檢測裝置按其測量對象、工作原理和結(jié)構(gòu)特點主要有要有三種三種分類方法。分類方法。1.1.按檢測對象不同分類按檢測對象不同分類(1)(1)直線位移測量裝置直線位移測量裝置該裝置將位置檢測裝置直接該裝置將位置檢測裝置直接安裝在數(shù)控機床的拖板或工作臺上，直接測量數(shù)控機安裝在數(shù)控機床的拖板或工作臺上，直接測量數(shù)控機床移動部件的直線位移量，因此

5、也稱直接測量裝置。床移動部件的直線位移量，因此也稱直接測量裝置。( (2)2)轉(zhuǎn)角位移測量裝置轉(zhuǎn)角位移測量裝置該裝置將位置檢測裝置安裝該裝置將位置檢測裝置安裝在驅(qū)動電動機上或滾珠絲杠上，通過檢測轉(zhuǎn)動件的角在驅(qū)動電動機上或滾珠絲杠上，通過檢測轉(zhuǎn)動件的角位移來間接測量數(shù)控機床移動部件的直線位移量，因位移來間接測量數(shù)控機床移動部件的直線位移量，因此也稱間接測量裝置此也稱間接測量裝置。2.2.按檢測信號的選取形式不同分類按檢測信號的選取形式不同分類(1)(1)數(shù)字式測量裝置數(shù)字式測量裝置該裝置將被測位移量轉(zhuǎn)換為脈該裝置將被測位移量轉(zhuǎn)換為脈沖個數(shù)，即數(shù)字形式來表示。沖個數(shù)，即數(shù)字形式來表示。(2)(2)

6、模擬式測量裝置模擬式測量裝置該裝置將被測位移量轉(zhuǎn)換為連該裝置將被測位移量轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化的模擬電量來表示，如電壓變化、相位變化等，續(xù)變化的模擬電量來表示，如電壓變化、相位變化等，因此可直接對被測量進(jìn)行檢測，無需量化處理；在小因此可直接對被測量進(jìn)行檢測，無需量化處理；在小量程內(nèi)可實現(xiàn)較高精度的測量，可用于直接測量和間量程內(nèi)可實現(xiàn)較高精度的測量，可用于直接測量和間接測量。接測量。3.3.按測量的絕對值不同分類按測量的絕對值不同分類(1)(1)增量式測量裝置增量式測量裝置它只測量相對位移量它只測量相對位移量( (位移增位移增量量) )，即每移動一個測量單位就發(fā)出一個測量信號。，即每移動一個測量單位就發(fā)

7、出一個測量信號。(2)(2)絕對式測量裝置絕對式測量裝置對于被測量的任意點的位置，對于被測量的任意點的位置，均由一個固定的零點計算起，每一被測點都有一個相均由一個固定的零點計算起，每一被測點都有一個相應(yīng)的測量值。應(yīng)的測量值。 常用位置檢測裝置的分類回轉(zhuǎn)型檢測裝置回轉(zhuǎn)型檢測裝置直線型檢測裝置直線型檢測裝置數(shù)字式檢數(shù)字式檢測裝置測裝置模擬式檢模擬式檢測裝置測裝置數(shù)字式檢數(shù)字式檢測裝置測裝置模擬式檢模擬式檢測裝置測裝置光電盤光電盤同步分解同步分解器器直線光柵直線光柵直線感應(yīng)直線感應(yīng)同步器同步器數(shù)碼盤數(shù)碼盤圓形感應(yīng)圓形感應(yīng)同步器同步器多通道透多通道透射光柵射光柵直磁尺直磁尺圓光柵圓光柵圓形磁尺圓形磁尺

8、計量光柵計量光柵絕對值式絕對值式磁尺磁尺三、數(shù)控檢測裝置的性能指標(biāo)三、數(shù)控檢測裝置的性能指標(biāo) 傳感器的性能指標(biāo)包括傳感器的性能指標(biāo)包括靜態(tài)特性靜態(tài)特性和和動態(tài)特性動態(tài)特性 （1 1）精度）精度 符合輸出量與輸入量之間的特定函數(shù)關(guān)系的準(zhǔn)符合輸出量與輸入量之間的特定函數(shù)關(guān)系的準(zhǔn)確程度稱為精度，數(shù)控用傳感器要滿足高精度和高速實時確程度稱為精度，數(shù)控用傳感器要滿足高精度和高速實時測量的要求。測量的要求。 （2 2）分辨率）分辨率 分辨率應(yīng)適應(yīng)機床精度和伺服系統(tǒng)的要求。分辨分辨率應(yīng)適應(yīng)機床精度和伺服系統(tǒng)的要求。分辨率的提高，對提高系統(tǒng)其他性能指標(biāo)和運行平穩(wěn)性都很重要。率的提高，對提高系統(tǒng)其他性能指標(biāo)和運

9、行平穩(wěn)性都很重要。 （3 3）靈敏度）靈敏度 實時測量裝置靈敏度要高，輸出、輸入關(guān)實時測量裝置靈敏度要高，輸出、輸入關(guān)系中對應(yīng)的靈敏度要求一致。系中對應(yīng)的靈敏度要求一致。 （4 4）遲滯）遲滯 對某一輸入量，傳感器的正行程的輸出量和反對某一輸入量，傳感器的正行程的輸出量和反行程的輸出量的不一致，稱為遲滯。數(shù)控伺服系統(tǒng)的傳感行程的輸出量的不一致，稱為遲滯。數(shù)控伺服系統(tǒng)的傳感器要求遲滯要小。器要求遲滯要小。 （6 6）零漂與溫漂）零漂與溫漂 傳感器的漂移量是其重要性能標(biāo)志，它反傳感器的漂移量是其重要性能標(biāo)志，它反映了隨時間和溫度的改變，傳感器測量精度的微小變化。映了隨時間和溫度的改變，傳感器測量精

10、度的微小變化。（5 5）測量范圍）測量范圍 傳感器的測量范圍要滿足系統(tǒng)的要求，傳感器的測量范圍要滿足系統(tǒng)的要求，并留有余地。并留有余地。5.2 光電編碼器光電編碼器 光電編碼器是集光、機、電技術(shù)于一光電編碼器是集光、機、電技術(shù)于一體的數(shù)字化傳感器，可以高精度測量被體的數(shù)字化傳感器，可以高精度測量被測物的轉(zhuǎn)角或直線位移量。測物的轉(zhuǎn)角或直線位移量。一、定義一、定義1 1、按、按測量方式測量方式分類：分類：n 旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器 通過測量被測物體的旋轉(zhuǎn)角度并將測量到的旋通過測量被測物體的旋轉(zhuǎn)角度并將測量到的旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)化為脈沖電信號輸出轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)化為脈沖電信號輸出n 直尺編碼器直尺編碼器 通過測量被測

11、物體的直線行程長度并將測量通過測量被測物體的直線行程長度并將測量到的行程長度轉(zhuǎn)化為脈沖電信號輸出到的行程長度轉(zhuǎn)化為脈沖電信號輸出2 2、按、按編碼方式編碼方式分類：分類： 絕對式編碼器絕對式編碼器 增量式編碼器增量式編碼器 混合式編碼器混合式編碼器二、分類二、分類5.2.1 5.2.1 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器增量式旋轉(zhuǎn)編碼器一、定義一、定義 用光信號掃描分度盤（分度盤與轉(zhuǎn)動用光信號掃描分度盤（分度盤與轉(zhuǎn)動軸相聯(lián)），通過檢測、統(tǒng)計信號的通軸相聯(lián)），通過檢測、統(tǒng)計信號的通斷數(shù)量來計算旋轉(zhuǎn)角度斷數(shù)量來計算旋轉(zhuǎn)角度二、增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點二、增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點 編碼器每轉(zhuǎn)動一個預(yù)先設(shè)定的角度將輸出編碼

12、器每轉(zhuǎn)動一個預(yù)先設(shè)定的角度將輸出一個脈沖信號，通過統(tǒng)計脈沖信號的數(shù)量一個脈沖信號，通過統(tǒng)計脈沖信號的數(shù)量來計算旋轉(zhuǎn)的角度，因此編碼器輸出的位來計算旋轉(zhuǎn)的角度，因此編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是相對的；置數(shù)據(jù)是相對的； 由于采用固定脈沖信號，因此旋轉(zhuǎn)角度的由于采用固定脈沖信號，因此旋轉(zhuǎn)角度的起始位可以任意設(shè)定；起始位可以任意設(shè)定； 由于采用相對編碼，因此掉電后旋轉(zhuǎn)角度由于采用相對編碼，因此掉電后旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)會丟失需要重新復(fù)位。數(shù)據(jù)會丟失需要重新復(fù)位。三、增量式編碼器綜述三、增量式編碼器綜述特點特點: :數(shù)字編碼數(shù)字編碼, , 根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度輸出脈沖信號根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度輸出脈沖信號根據(jù)旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)量可以轉(zhuǎn)換為速度

13、根據(jù)旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)量可以轉(zhuǎn)換為速度選型選型: :- - 旋轉(zhuǎn)一周對應(yīng)的脈沖數(shù)旋轉(zhuǎn)一周對應(yīng)的脈沖數(shù) (256, 512, 1024, 2048)(256, 512, 1024, 2048)- - 輸出信號類型輸出信號類型 (TTL, HTL, push-pull mode)(TTL, HTL, push-pull mode)- - 電壓類型電壓類型 (5V, 24V)(5V, 24V)- - 最大分辨速度最大分辨速度優(yōu)點優(yōu)點: :- - 分辨能力強分辨能力強- - 測量范圍大測量范圍大 (100-10.000 inc./rotational (100-10.000 inc./rotational m

14、otion)motion)- - 適應(yīng)大多數(shù)情況適應(yīng)大多數(shù)情況缺點缺點: :- - 斷電后丟失位置信號斷電后丟失位置信號- - 技術(shù)專有，兼容性較差技術(shù)專有，兼容性較差5.2.2 5.2.2 絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器一、定義一、定義 用光信號掃描分度盤（分度盤與傳動用光信號掃描分度盤（分度盤與傳動軸相聯(lián)）上的格雷碼刻度盤以確定被軸相聯(lián)）上的格雷碼刻度盤以確定被測物的絕對位置值，然后將檢測到的測物的絕對位置值，然后將檢測到的格雷碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號以脈沖的形格雷碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號以脈沖的形式輸出測量的位移量式輸出測量的位移量二、絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點二、絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點 在一個檢測周

15、期內(nèi)對不同的角度有不在一個檢測周期內(nèi)對不同的角度有不同的格雷碼編碼，因此編碼器輸出的同的格雷碼編碼，因此編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是唯一的；位置數(shù)據(jù)是唯一的； 因使用機械連接的方式，在掉電時編因使用機械連接的方式，在掉電時編碼器的位置不會改變，上電后立即可碼器的位置不會改變，上電后立即可以取得當(dāng)前位置數(shù)據(jù)；以取得當(dāng)前位置數(shù)據(jù)； 檢測到的數(shù)據(jù)為格雷碼，因此不存在檢測到的數(shù)據(jù)為格雷碼，因此不存在模擬量信號的檢測誤差；模擬量信號的檢測誤差；三、絕對式編碼器綜述三、絕對式編碼器綜述特點特點: :數(shù)字編碼數(shù)字編碼, , 根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度輸出脈沖信號根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度輸出脈沖信號根據(jù)輸出的脈沖信號可以轉(zhuǎn)化為速度根據(jù)輸出的

16、脈沖信號可以轉(zhuǎn)化為速度. .選型選型: :- - 單編碼盤單編碼盤 / / 多編碼盤多編碼盤 ( (測量一個或二測量一個或二個旋轉(zhuǎn)變量個旋轉(zhuǎn)變量) )- - 代碼代碼 ( (格雷碼格雷碼, BCD, BCD碼碼, , 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼) )- - 信號傳輸方式信號傳輸方式 ( (并口并口, , 串口串口) )- - 分辨率分辨率- - 最大旋轉(zhuǎn)速度最大旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)點優(yōu)點: :- - 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單- - 角行程編碼角行程編碼 ( (通過旋轉(zhuǎn)軸獲得通過旋轉(zhuǎn)軸獲得) )- - 線性編碼線性編碼 ( (激光遠(yuǎn)距離測量激光遠(yuǎn)距離測量) )- - 掉電不影響編碼數(shù)據(jù)的獲得掉電不影響編碼數(shù)據(jù)的獲得- -

17、最大最大2424位編碼位編碼缺點缺點: :- - 比較貴比較貴5.2.3 5.2.3 混合式旋轉(zhuǎn)編碼器混合式旋轉(zhuǎn)編碼器一、定義一、定義 用光信號掃描分度盤（分度盤與轉(zhuǎn)動用光信號掃描分度盤（分度盤與轉(zhuǎn)動軸相聯(lián)），通過檢測、統(tǒng)計光信號的軸相聯(lián)），通過檢測、統(tǒng)計光信號的通斷數(shù)量來計算旋轉(zhuǎn)角度，同時輸出通斷數(shù)量來計算旋轉(zhuǎn)角度，同時輸出絕對旋轉(zhuǎn)角度編碼與相對旋轉(zhuǎn)角度編絕對旋轉(zhuǎn)角度編碼與相對旋轉(zhuǎn)角度編碼碼二、混合式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點二、混合式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點 具備絕對編碼器的旋轉(zhuǎn)角度編碼的唯具備絕對編碼器的旋轉(zhuǎn)角度編碼的唯一性與增量編碼器的應(yīng)用靈活性一性與增量編碼器的應(yīng)用靈活性圖5-1光柵測量裝置1 1、光

18、柵組成、光柵組成 主要由主要由標(biāo)尺光柵和光標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭柵讀數(shù)頭兩部分組成。通兩部分組成。通常，標(biāo)尺光柵固定在機床常，標(biāo)尺光柵固定在機床運動部件上（如工作臺或運動部件上（如工作臺或絲杠上）與光柵讀數(shù)頭產(chǎn)絲杠上）與光柵讀數(shù)頭產(chǎn)生相對移動，光源、透鏡、生相對移動，光源、透鏡、指示光柵、光敏元件和信指示光柵、光敏元件和信號處理電路均裝在一個殼號處理電路均裝在一個殼體內(nèi)，做成一個單獨部件體內(nèi)，做成一個單獨部件固定在機床上，這個部件固定在機床上，這個部件稱為稱為光柵讀數(shù)頭光柵讀數(shù)頭，其作用，其作用是將光信號轉(zhuǎn)換成所需的是將光信號轉(zhuǎn)換成所需的電脈沖信號。電脈沖信號。5.3.1 光柵尺的結(jié)構(gòu)及工作原理

19、光柵尺的結(jié)構(gòu)及工作原理5.3 光柵尺和磁柵尺長光柵長光柵 - 直線位移；圓光柵直線位移；圓光柵 - 角位移角位移 構(gòu)成：主光柵構(gòu)成：主光柵 - 標(biāo)尺光柵，指示光柵標(biāo)尺光柵，指示光柵 - 短光柵短光柵長度長度 - 測量范圍；刻線密度測量范圍；刻線密度 - 測量精度測量精度 ( 10、25、50、100、125線線/mm )2 2、工作原理、工作原理 光柵是利用光的透射、衍射原理，通過光敏元件測量莫爾光柵是利用光的透射、衍射原理，通過光敏元件測量莫爾條紋移動的數(shù)量來測量機床工作臺的位移量。條紋移動的數(shù)量來測量機床工作臺的位移量。 它是在一塊長條形的光學(xué)玻璃上用照相腐蝕法制成許多它是在一塊長條形的光

20、學(xué)玻璃上用照相腐蝕法制成許多密集線紋。線紋的間距和寬度相等并與運動方向垂直，形成連密集線紋。線紋的間距和寬度相等并與運動方向垂直，形成連續(xù)的透光區(qū)和不透光區(qū)。線紋之間的間距稱為柵距，常用光柵續(xù)的透光區(qū)和不透光區(qū)。線紋之間的間距稱為柵距，常用光柵有每毫米刻有每毫米刻5050條、條、100100條及條及200200條的。條的。圖5-2光柵條紋1標(biāo)尺光柵2指示光柵3光電接收器4光源(1) 莫爾條紋（莫爾條紋（Moire） 條紋寬度：條紋寬度： WWB)2/sin(2W-柵距，柵距， a-線寬，線寬， b-縫寬縫寬W=a+b ，a=b=W/2 特例：當(dāng)特例：當(dāng) =0, w1=w2 B= 光閘莫爾條紋光

21、閘莫爾條紋 當(dāng)當(dāng) =0, w1w2 縱向莫爾條紋縱向莫爾條紋均勻刻線均勻刻線主光柵主光柵指示光柵指示光柵夾角夾角明暗相間條紋明暗相間條紋莫爾條紋莫爾條紋移動移動莫爾條紋特性莫爾條紋特性： 方向性：垂直于角平分線，當(dāng)夾角很小時方向性：垂直于角平分線，當(dāng)夾角很小時 與光柵移動方向垂直與光柵移動方向垂直同步性：光柵移動一個柵距同步性：光柵移動一個柵距 莫爾條紋移動一個間距一方向?qū)?yīng)莫爾條紋移動一個間距一方向?qū)?yīng)放大性：夾角放大性：夾角很小很小 BW 光學(xué)放大光學(xué)放大 提高靈敏度提高靈敏度可調(diào)性：夾角可調(diào)性：夾角 條紋間距條紋間距B 靈活靈活準(zhǔn)確性：大量刻線準(zhǔn)確性：大量刻線 誤差平均效應(yīng)誤差平均效應(yīng)

22、克服個別克服個別/局部誤差局部誤差 提高精度提高精度 (2) 光柵傳感器分類與結(jié)構(gòu)原理光柵傳感器分類與結(jié)構(gòu)原理 按運動形式分：按運動形式分： 直線型直線型-主光柵為直尺形主光柵為直尺形直線移動直線移動 旋轉(zhuǎn)型旋轉(zhuǎn)型-主光柵為圓盤形主光柵為圓盤形旋轉(zhuǎn)運動旋轉(zhuǎn)運動按光學(xué)形式分：按光學(xué)形式分： 透射式透射式-光源與光電元件在兩側(cè)光源與光電元件在兩側(cè)透射光透射光 反射式反射式-光源與光電元件同一側(cè)光源與光電元件同一側(cè)反射光反射光5.3.2磁柵測量裝置磁柵測量裝置一、磁柵測量裝置的組成一、磁柵測量裝置的組成圖5-3磁柵測量裝置框圖（二）磁頭 磁頭按讀數(shù)方式不同可分為動態(tài)磁頭和靜磁頭按讀數(shù)方式不同可分為動

23、態(tài)磁頭和靜態(tài)磁頭態(tài)磁頭 動態(tài)磁頭又稱為非調(diào)制磁頭，屬于速度響動態(tài)磁頭又稱為非調(diào)制磁頭，屬于速度響應(yīng)磁頭，靜止時無信號輸出；靜態(tài)磁頭又應(yīng)磁頭，靜止時無信號輸出；靜態(tài)磁頭又稱為調(diào)制磁頭，屬于磁通響應(yīng)磁頭，靜止稱為調(diào)制磁頭，屬于磁通響應(yīng)磁頭，靜止時仍有信號輸出。時仍有信號輸出。1、動態(tài)磁頭2、靜態(tài)磁頭二、磁柵測量裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理二、磁柵測量裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1.磁尺結(jié)構(gòu)磁尺結(jié)構(gòu)(1)(1)平面實體型磁尺平面實體型磁尺 (2)(2)帶狀磁尺帶狀磁尺(3)(3)線狀磁尺線狀磁尺2、工作原理、工作原理一、旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)一、旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。在定子和轉(zhuǎn)子的由定子和轉(zhuǎn)子兩部分

24、組成。在定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯上纏有繞組。鐵芯上纏有繞組。二、分類二、分類（一）根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組引出的方式不同分為：（一）根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組引出的方式不同分為：1.1.有刷式有刷式2.2.無刷式無刷式5.45.4旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器5.4.15.4.1旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器定子與轉(zhuǎn)子上兩相定子與轉(zhuǎn)子上兩相繞組軸線分別相互繞組軸線分別相互垂直，轉(zhuǎn)子繞組的垂直，轉(zhuǎn)子繞組的引線（端點）經(jīng)滑引線（端點）經(jīng)滑環(huán)引出，并通過電環(huán)引出，并通過電刷送到外面來刷送到外面來。 圖圖5-45-4有電刷式旋轉(zhuǎn)變壓器有電刷式旋轉(zhuǎn)變壓器 11轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組22定子繞組定子繞組33轉(zhuǎn)

25、子轉(zhuǎn)子44換向器換向器55電刷電刷66接線柱接線柱無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器無電刷與滑環(huán)，由分解無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器無電刷與滑環(huán)，由分解器和變壓器組成，變壓器把信號傳遞出來。器和變壓器組成，變壓器把信號傳遞出來。優(yōu)點：優(yōu)點：輸出信號大、可靠性高、壽命長不輸出信號大、可靠性高、壽命長不用維修等，數(shù)控機床主要使用無刷旋轉(zhuǎn)變壓用維修等，數(shù)控機床主要使用無刷旋轉(zhuǎn)變壓器。器。圖圖5-5無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器（二）旋轉(zhuǎn)變壓器又分為單極對和多極對。（二）旋轉(zhuǎn)變壓器又分為單極對和多極對。通常應(yīng)用的為通常應(yīng)用的為單極對單極對和和雙極對雙極對。單極對旋轉(zhuǎn)變壓器：單極對旋轉(zhuǎn)變壓器：轉(zhuǎn)子通常不直接與電機轉(zhuǎn)子通常不直接與電

26、機軸相聯(lián)，而是經(jīng)過精密齒輪升速后再與電機軸相聯(lián)，而是經(jīng)過精密齒輪升速后再與電機軸相聯(lián)。軸相聯(lián)。雙極對旋轉(zhuǎn)變壓器雙極對旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子上都各有兩的定子和轉(zhuǎn)子上都各有兩對相互垂直的磁極，其檢測精度較高，在對相互垂直的磁極，其檢測精度較高，在數(shù)數(shù)控機床中應(yīng)用普遍?？貦C床中應(yīng)用普遍。多極對旋轉(zhuǎn)變壓器：多極對旋轉(zhuǎn)變壓器：不用升速，可與電機直不用升速，可與電機直接相聯(lián)，所以精度更高。接相聯(lián)，所以精度更高。 旋轉(zhuǎn)變壓器是利用旋轉(zhuǎn)變壓器是利用電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理的一種模擬式角的一種模擬式角度測量元件，它的輸出電壓與轉(zhuǎn)子的角位移有固定的度測量元件，它的輸出電壓與轉(zhuǎn)子的角位移有固定的函數(shù)關(guān)系。函數(shù)關(guān)系。

27、旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理和和普通變壓器基本相似普通變壓器基本相似，區(qū)別，區(qū)別在于：普通變壓器的一次、二次繞組是相對固定的，在于：普通變壓器的一次、二次繞組是相對固定的，所以輸出電壓和輸入電壓之比是常數(shù)，而旋轉(zhuǎn)變壓器所以輸出電壓和輸入電壓之比是常數(shù)，而旋轉(zhuǎn)變壓器的一次、二次繞組則隨轉(zhuǎn)子的角位移發(fā)生相對位置的的一次、二次繞組則隨轉(zhuǎn)子的角位移發(fā)生相對位置的改變。因而其輸出電壓的大小也隨之變化。改變。因而其輸出電壓的大小也隨之變化。特點特點：堅固、耐熱和耐沖擊，抗振性好。：堅固、耐熱和耐沖擊，抗振性好。三、 工作原理 四極繞組式旋轉(zhuǎn)變壓器的兩種工作方式。1.1.鑒相式工作方式鑒相式工作

28、方式根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子繞根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢的相位來組中感應(yīng)電勢的相位來確定被測位移的大小。確定被測位移的大小。 定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組均定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組均由兩個匝數(shù)相等互相垂由兩個匝數(shù)相等互相垂直的繞組組成。直的繞組組成。 感應(yīng)同步器也是一種電磁式位置檢測元件。感應(yīng)同步器也是一種電磁式位置檢測元件。 按其結(jié)構(gòu)特點分為：按其結(jié)構(gòu)特點分為： 直線式：直線式：由定尺和滑尺組成，用于直線由定尺和滑尺組成，用于直線位移測量。位移測量。 旋轉(zhuǎn)式：旋轉(zhuǎn)式：由定子和轉(zhuǎn)子組成，用于角位由定子和轉(zhuǎn)子組成，用于角位移測量。移測量。 工作原理：與旋轉(zhuǎn)變壓器相似。工作原理：與旋轉(zhuǎn)變壓器相似。 應(yīng)用：高精度數(shù)控機床應(yīng)用：高精度數(shù)控機床。5.4.2 感應(yīng)同步器 一、感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)與安裝圖圖5-6 5-6 直線式感應(yīng)同步器的定尺、滑尺結(jié)構(gòu)直線式感應(yīng)同步器的定尺、滑尺結(jié)構(gòu)11定尺定尺 2 2、66基板基板 33耐切削液涂層耐切削液涂層 4 4、88銅箔銅箔 5 5、99絕緣粘結(jié)膠絕緣粘結(jié)膠77鋁箔鋁箔 1010余弦勵磁繞組余弦勵磁繞組 1111正弦勵磁繞組正弦勵磁繞組 1212滑尺滑尺 制作：制作： 1 1）定尺和滑尺的基）定尺和滑尺的基板用與機床熱膨脹系板用與