同步感应器

感应同步器感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成。可用来测量直线或转角位移。测量直线位移的称长感应同步器，测量转角位移的称园感应同步器。长感应同步器由定尺和滑尺组成，圆感应同步器由转子和定子组成。这两类感应同步器是采用统一的工艺方法制造的。一般情况下，首先用绝缘黏贴剂把铜箔粘牢在金属（或玻璃）基板上，然后按设计要求腐蚀成不同曲折形状的平面绕组。这种绕组称为印制电路绕组。定尺和滑尺、转子和定子的绕组分布是不相同的。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，又称为正、余弦绕组。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。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0.25±0.05mm的范围内。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。再通过对此信号的检测处理，便可测量出直线或转角的位移量。感应同步器的优点是：（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（12in）的圆感应同步器的精度可达±1〃,分辨力0.05〃，重复性0.1〃.（2）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。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，防止铁屑进入其空隙。（3）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。（4）可以作长距离位移测量。可以根据测量长度的需要，将若干跟定尺拼接。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，便于复制与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。由感应同步器组成的检测系统，可以采取不同的励磁方式，并可对输出信号采取不同的处理方式。从励磁方式来说，可分为两大类：一类是以滑尺（或定子）励磁，由定尺（或转子）取出感应电动势信号；另一类以定尺（或转子）取出感应电动势信号。目前在实际应用中多用前一类励磁方式。从信号处理方式来说，可分为鉴相方式和鉴幅方式两种。它们的特征是用输出感应电动势的相位或幅值来进行处理。鉴相型测量电路的基本原理是：用正弦波基准信号对滑尺的sin和cos两个绕组进行励磁时，则从定尺绕组取得的感应电动势将对应于基准信号的相位，并反映滑尺与定尺的相对位移。将感应同步器测得的反馈信号的相位与给定的指令信号相位相比较，如有相位差存在，则控制设备继续移动，直至相位差为零才停止。鉴幅型测量电路的基本原理是：在感应同步器的滑尺两个绕组上，分别给以两个频率相同，相位相同但幅值不同的正弦波电压进行励磁，则从定尺绕组输出的感应电动势的幅值随着定尺和滑尺的相对位置的不同而发生变化，通过鉴幅器可以鉴别反馈信号的幅值，用以测量位移量。