数字式传感器

第六章 数字式传感器 6 .1 感应同步器 6 .1 .1 感应同步器的结构与类型 6 .1 .2 感应同步器的工作原理 6 .1 .3 数字测量系统 6 .1 .4 感应同步器的接长使用 6 .2 编码器 6 .2 .1 光电编码器的基本结构与原理 6 .2 .2 测量电路 6 .3 光 栅 6 .3 .1 光栅的结构与测量原理 6 .3 .2 数字转换原理 6 .4 容栅式传感器 6 .4 .1 容栅传感器的工作原理 6 .4 .2 数字测量原理 6 .5 磁栅传感器 6 .5 .1 磁栅的结构与工作原理 6 .5 .2 数字测量原理 6 .6 频率式传感器 6 .6 .1 振弦式频率传感器 6 .6 .2 振筒式频率传感器 6 .7 数字传感器信号远传时的两个技术问题 6 .7 .1 传输线路引起的数字信号畸变与抑制 6 .7 .2 远距离供电的稳压方法 思考题 数字式传感器 当今，随着计算机技术，尤其是微处理器和嵌入式系统的迅猛发展和广泛应用，各种各样具有微处理器或嵌入式系统的智能测试仪器及测控系统大量涌现。 人们越来越重视数字式传感器技术的发展。所谓数字式传感器，是指能把被测（模拟）量直接转换成数字量输出的传感器。 数字式传感器具有下列特点：①具有高的测量精度和分辨率，测量范围大；②信号易于处理、传送和自动控制；③稳定性好，抗干扰能力强，电磁兼容性好。④便于动态及多路测量，读数直观；⑤安装方便，维护简单，工作可靠性高。 目前常用的数字式传感器主要有以下几种：①感应同步器；②编码器；③光栅；⑤容栅；⑥磁栅；④频率式传感器。 6.1 感应同步器 感应同步器是应用电磁感应原理把位移量转换成数字量的传感器。它具有两个平面型的印刷绕组，相当于变压器的初级和次级绕组。通过两个绕组的互感变化来检测其相互的位移。感应同步器可分为两大类，测量直线位移为直线式感应同步器和测量角位移为旋转式感应同步器。前者由定尺和滑尺组成，后者由转子和定子组成。感应同步器是一种多极感应元件，由于多极结构对误差起补偿作用，所以用感应同步器来测量位移具有精度高、工作可靠、抗干扰能力强、寿命长、接长便利等优点。 6.1.1 感应同步器的结构与类型 1．结构组成 图6-1 所示为直线式感应同步器的绕组结构。它由两个绕组构成。定尺是长度为250mm均匀分布的连续绕组，节距W2＝2（a2＋b2）。滑尺上布有断续绕组，分正弦（l－l’）和余弦（z—z’）两部分，即两绕组相差90°电角度。为此，两相绕组中心线距应为l1＝（n/2＋1／4）W2...