感应同步器
感应同步器是一种电磁式盛置测量元件,按其结构特点一般分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成;旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移测量,后者用于角位移测量。
由于感应同步器具有检测精度比较高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好这些优点,所以目前被广泛应用于数控机床及各类机床数控改造。下面仅以直线式感应同步器为例,对其结构特点和工作原理进行叙述。
1.感应同步器的结构特点
感应同步器,其定尺和滑尺基板是由与机床热膨胀系数相近的钢板做成,钢板上用绝缘黏结剂贴以铜箔,并利用照像腐蚀的办法做成图示的印刷绕组。感应同步器定尺和滑尺绕组的节距相等,这是衡量感应同步器精度的主要参数,工艺上要保证其节距的精度。一块标准型感应同步器定尺长度为250mm,节距为/mm,其绝对精度可达2.5pm,分辨率可达0 25Iun。
2.感应同步器的工作原理
滑尺的两个绕组中的任一绕组通交变激磁电压时,由于电磁效应,定尺绕组上必然产生相应的感应电势。感应电势的大小取决于滑尺相对定尺的位置。定尺绕组中感应电势的变化情况。表示滑尺绕组与定尺绕组重合,这时定尺绕组中的感应电势最大;如果滑尺相对于定尺从^点逐渐向左(或右)平行移动,感应电势就随之逐渐减小,在两绕蛆刚好错开1/4节距的位置口点,感应电势减为零;若再继续移动,移到l/2节距的c点,感应电势相应地变为与位置相同,但极性相反,到达3/4节距的点时,感应电势苒一次变为零;其后,移动了一个节距到达正点,情况就又与d点相同了,相当于又回到了A点。机床这样,滑尺在移动一个节距的过程中,感应同步器定尺绕组的感应电势近似于余弦函数变化了一个周期。
感应同步器的工作原理与两极式旋转变压器的工作原理一样,只要测量出“的值,便可求得滑尺相对于定尺移动的距离盖。根据施加的激磁交变电压信号的不同,感应同步器也分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式,其原理与四极式旋转变压器完全相同。
在感应同步器的应用过程中,也会遇到旋转变压器在应用过程中所遇到的口角必须限定在内的问题。另外,直线式感应同步器还常常会遇到有关接长的问题。当感应同步器用于检测机床工作台的位移时,一般地,由于行程较长,一块感应同步器常常难以满足检测长度的要求,需要将两块或多块感应同步器的定尺拼接起来。机床接长的原理是:滑尺沿着定尺由一块向另一块移动经过接缝时,由感应同步器定尺绕组输出的感应电势信号,它所表示的位移与用高精度的位移检测器(如激光干涉仪)所检测出的位移相互之间要满足一定的误差要求,否则,应重新调整接缝,直到满足这种误差要求为止。
3.感应同步器安装和使用注意事项
感应同步器在安装时必须保持两尺平行、两平面的间隙约为0 25 mm,倾斜度小0 5。,装配面波纹度在0 0imm/250mm以内。滑尺移动时,晃动的间隙及平行度误差的变化小于0 imm。
感应同步器大多装在容易被切屑及切屑液浸入的地方,所以必须加以防护,否则切屑夹在间隙内,会使定尺和滑尺绕组刮伤或短路,使装置发生无动作及损坏。
电路中的阻抗和励磁电压不对称以及励磁电流失真度超过2%,将对检测精度产生很大的影响,因此在调整系统时,应加以注意。
由于感应同步器感应电势低,阻抗低,所以应加强屏蔽以防止干扰。
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