位移、速度、位置传感器（上）

时间：2010-12-20

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一、检测元件的作用与分类
检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分。用于检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。数控机床的运动精度主要由检测系统的精度决定。位移检测系统能够测量的最小位移量称为分辨率。分辨率不仅取决于检测元件本身，也取决于测量线路。在设计数控机床，尤其是高精度或大中型数控机床时，必须选用检测元件。
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位移传感器 速度传感器 位置传感器
数控机床对检测元件的主要要求：
①高可靠性和高抗干扰性；
②满足精度与速度要求；
③使用维护方便，适合机床运行环境；
④成本低。
不同类型的数控机床对检测系统有不同的要求。一般来说，对于大型数控机床要求速度响应高，而对于中型和高精度数控机床以满足精度要求为主。选择测量系统的分辨率，一般要求比加工精度高一个数量级。
位移检测装置的分类如下：
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直接测量:对机床的直线位移采用直线型检测元件测量，叫做直接测量。其测量精度主要取决于测量元件的精度，不受机床传动精度的影响。
间接测量:对机床的直线位移采用回转型检测元件测量，叫做间接测量。其测量精度取决于测量元件和机床传动链两者的精度。为了提高定位精度，常常需要对机床的传动误差进行补偿。
在数控机床上，除了位移检测外，还有速度检测。其目的是精确控制转速。常用的转速检测元件有测速发电机、回转式脉冲发生器，脉冲编码器和频率—电压转换线路产生速度检测信号。
下面就几种常用的传感器进行详细的介绍。
二、旋转变压器
1．旋转变压器的结构和工作原理
旋转变压器{又称同步分解器)是一种旋转式的小型交流电机，它由定子和转子组成。
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图4-3所示,左边为分解器，右边为变压器。变压器的作用是将分解器转子绕组上的感应电动势传输出来，省掉了电刷和滑环。分解器定子绕组为旋转变压器的原边，分解器转子绕组为旋转变压器的副边，激磁电压接到原边，激磁频率通常为400Hz、500Hz、1000Hz、5000Hz。其结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号的幅度大，抗干扰性强，工作可靠，为数控机床经常使用的位移检测元件之一。
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如:下图所示
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