一、?位置檢測元件的要求和種類

對于具有半閉環控制的位置伺服系統，閉環不包括機械傳動鏈和位置傳感設備。進紙電機或絲杠末端安裝了旋轉變壓器或高分辨率脈沖編碼器。旋轉變壓器（或脈沖編碼器）的每個角度嚴格匹配一定的運動距離。儀器。測量電動機或螺釘的角位移。即，間接測量運動機構的線性位移。

在采用閉環控制系統的位置伺服系統的情況下，必須直接測量工作臺的線性位移，并且可以使用電感，柵極，磁柵等測量裝置。感應同步器的滑尺由工作臺直接驅動，但是工作臺的實際位置是通過固定在機床上的固定長度來測量的。

您可以看到位置測量設備是位置伺服系統的重要組成部分。它的功能是測量位移和速度，發送反饋信號，并形成閉環或半閉環控制。 CNC機床的加工精度在很大程度上取決于檢測系統的精度。

位移檢測系統可以測量的小位移稱為分辨率。分辨率不僅取決于傳感元件本身，而且取決于測量電路。對傳感設備的位置伺服系統的主要要求如下：

（1）高可靠性和高抗干擾性；

（2）滿足精度和速度要求

（3）易于使用和維護，適合機床操作環境。

（4）低成本。

安裝后，將固定長度和滑動刻度的扁平繞組，轉子和定子彼此相對放置。氣隙的變化會影響電磁耦合程度的變化，因此通常應將氣隙保持在0.25±0.05mm的范圍內。當在工作期間向一個繞組施加交流激勵電壓時，通過電磁耦合在另一繞組中產生感應電動勢。電動勢取決于定子和滑尺（或轉子和定子）的相對位置，并且正弦和余弦函數會發生變化。然后，該信號的檢測和處理可以測量直線或拐角的位移。

感應同步器的優點如下。

①具有很高的精度和分辨率。測量精度首先取決于印刷電路繞組的處理精度，而溫度變化對測量精度的影響很小。 Inductosyn由許多同時參與工作的音高組成，平均音高誤差的影響會減小局部誤差的影響。當前，長電感的精度為±1.5μm，分辨率為0.0 5μm，可重復性為0.2μm。直徑為300mm的圓形感應同步裝置可實現高精度，分辨率和可重復性。

②抗干擾能力強。感應同步器是絕對的音調內測量設備，它可以隨時提供與位置相對應的單值電壓信號，因此瞬時起作用的間歇性干擾信號在消失后不再具有進一步的作用。平面繞組的阻抗很小，并且外部干擾電場的影響也很小。

③使用壽命長，維護簡單。固定長度和滑尺，定子和轉子不相互接觸，并且沒有摩擦或磨損，因此使用壽命非常長。它不怕油，灰塵，沖擊和振動的影響，因此不需要經常清潔。但是，必須安裝防護罩，以防止鐵弦進入空隙。

④可用于遠距離位移測量。根據長度測量的需要，可以將幾個固定長度鏈接在一起。拼接后，全長的精度可能會比單個長度的精度稍低或保持不變。當前，大型機床工作臺位移的線性測量范圍從幾米到幾十米不等，大多數是通過感應同步裝置實現的。

⑤成分好，成本低，易于復制和批量生產。

由于電感器的上述優點，長電感器目前廣泛用于大位移靜態和動態測量，例如三坐標測量機，可編程數控機床，高精度重型機床和測量裝置。加工。圓形感應同步裝置廣泛用于機床和機械的轉盤和各種旋轉伺服控制系統中。

1．工作原理

如圖10.11所示，一個以中心軸為中心的光電代碼盤具有環形的暗負線，要讀取的光電發射器和接收器單元，得到4組由A組合的正弦波信號。B，C，D。每個正弦波的相位差為90度（基于360度的周期）。將C和D信號反相并疊加在A和B相上，以增強穩定的信號。同樣，Z相脈沖為：每轉輸出。代表零參考位置。

由于相位A和相位B之間存在90度的差異，因此可以通過比較A相位是前相還是B相位是前相來確定編碼器的正向/反向旋轉。位獲取。

編碼器代碼盤的材料是玻璃，金屬和塑料。由于玻璃上附著的細刻線，玻璃簾線盤具有良好的熱穩定性和高精度。金屬線盤直接劃線。它不是易碎的，但是由于金屬具有一定的厚度，因此其精度受到限制，并且其熱穩定性比玻璃差得多。塑料簾線輪既經濟又便宜，但是精度，熱穩定性和壽命都與此有關。

編碼器每360度旋轉提供的開放或深色雕刻線的數量稱為分辨率，也稱為分辨率索引，是直接線的數量（通常每旋轉5到10,000條線）。

2．信號輸出

信號輸出具有正弦波（電流或電壓），方波（TTL，HTL），集電極開路（PNP，NPN），推挽多形式，并且TTL是長線差分驅動器（對稱A，A- ; B，B-; Z，Z-），HTL也稱為推挽，推挽輸出，并且編碼器的信號接收設備接口必須與編碼器匹配。

編碼器的脈沖輸出信號一般連接到計數器，PLC和計算機，連接到PLC和計算機的模塊分為低速模塊和高速模塊，開關頻率低。還是很高。

與單相連接一樣，它用于單向計數和單向速度測量。它用于A，B兩相連接，正向和反向計數，正向和反向判斷以及速度測量。用于A，B，Z三相連接，帶有參考位置校正的位置測量。 A，A-，B，B-，Z，Z-連接由于對稱的負信號連接而使電流對電纜產生的電磁場為零，衰減小，干擾保護，且距離長傳播是可能的。對于帶有對稱負信號輸出的TTL編碼器，信號傳輸距離可以達到150米。對于具有對稱負信號輸出的HTL編碼器，信號傳輸距離可以達到300米。

3．增量式編碼器的問題

增量編碼器無累積誤差，抗干擾功能差。必須關閉接收設備并在關機時記住該設備，并且在啟動時必須找到更改位置或參考位置。這些問題可以通過以下方式解決。使用絕對編碼器。