第五章数控检测装置VIP专享VIP免费

第1页共19页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共19页第五章数控检测装置5.1概述组成：位置测量装置是由检测元件（传感器）和信号处理装置组成。作用：闭环数控系统为反馈控制的随动系统，它的输出量是机械位移、速度或加速度，利用这些量的反馈实现精确的位移、速度控制目的。数控系统的检测装置（即传感器）起着测量和反馈两个作用，它发出的信号传送给数控装置或专用控制器，构成闭环控制。从一定意义上看，数控机床的加工精度和定位精度主要取决于检测装置的精度。传感器能分辨出的最小测量值称为分辨率。分辨率不仅取决于传感器本身，也取决于测量线路。5.1.1检测装置的分类表5．1数控机床检测装置分类分类增量式绝对式位移传感器回转型——脉冲编码器、自整角机、旋转变压器、圆感应同步器、光栅角度传感器、圆光栅、圆磁栅多极旋转变压器、绝对脉冲编码器绝对值式光栅、三速圆感应同步器、磁阻式多极旋转变压器直线型——直线应同步器、光栅尺、磁栅尺、激光干涉仪霍耳位置传感器三速感应同步器、绝对值磁尺、光电编码尺、磁性编码器速度传感器交、直流测速发电机、数字脉编码式速度传感器、霍耳速度传感器速度—角度传感器（Tachsyn）、数字电磁、磁敏式速度传感器电流传感器霍耳电流传感器数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型。根据安装的位置及耦合方式—直接测量和间接测量。按测量方法—增量型和绝对型。按检测信号的类型—模拟式和数字式。第2页共19页第1页共19页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共19页根据运动型式—回转型和直线型。按信号转换的原理—光电效应、光栅效应、电磁感应原理、压电效应、压阻效应和磁阻效应等。5.1.2数控测量装置的性能指标及要求传感器的性能指标应包括静态特性和动态特性，主要如下。1.精度：符合输出量与输入量之间特定函数关系的准确程度称作精度。要满足高精度和高速实时测量要求。2.分辨率：分辩率应适应机床精度和伺服系统的要求。3.灵敏度：灵敏度高、一致。4.迟滞：对某一输入量，传感器的正行程的输出量与反行程的输出量的不一致，称为迟滞。要求迟滞小。5.测量范围和量程：满足要求，留有余地。6.零漂与温漂：随时间、温度变化要小。其它：可靠，抗干扰性强、使用维护方便、成本低等。5.2旋转变压器旋转变压器是一种控制用的微电动机，它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号。在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。定子绕组为变压器的一次侧，转子绕组为变压器的二次侧。励磁电压接到定子绕组上，其频率通常为400Hz、500Hz、1000Hz和5000Hz。旋转变压器结构简单、动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰性强，但测量精度较低，一般用于精度要求不高或大型机床的粗测及中测系统。5.2.1旋转变压器的结构和工作原理旋转变压器（Resolver）简称旋变，又称作解算器或分解器。分类：有电刷集电环结构和无刷结构。每一类又分为单对极元件、多对极元件（或称多极元件）。工作原理：旋转变压器的工作原理和普通变压器的基本相似，区别在于普通变压器的一次、二次绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数；而旋转变压器的一次、二次绕组之间是随着转子的角位移发生相对位置变化的，因而其输出电压的大小也随之而变化。也就是说当定子绕组加上交流电压时，转子绕组输出电压的大小取决于定子第3页共19页第2页共19页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共19页与转子两个绕组磁轴线在空间的相对位置。转子绕组电压的频率与定子绕组的相同，但幅值随转子与定子的相对角位移的正弦函数而变化。所以只要测出转子的输出电压的幅值，就可求出转子相对定子的角位移。当转子绕组磁轴与定子绕组磁轴垂直时，θ=0，不产生感应电压；当两磁轴平行时，θ=90°，感应电压最大；当两磁轴为任意角度时，感应电压为：U2=KU1sinθ=KUmsinωtsinθ式中：K——变压比(转子绕组与定子绕组的匝数比)，U1——励磁电压，Um——励磁电压的幅值，ω——励磁电压的角频率。5.2....