传感器及应用第2版 教学课件 ppt 作者 王煜东 主编 传感器第3章
94页1、传感器及应用 第3章,要点: 1.角编码器的类型、结构、特性、应用方法及注意事项 2.感应同步器的结构、类型及应用方法 3.光栅传感器的原理及安装与调整 4.磁栅传感器的类型、原理及组装 5.光栅传感器的细分与辨向 6.接近传感器的类型、选择与应用,第3章 位移传感器在制造业中的应用,精密的位移传感器又常称为位置传感器。数字式位置传感器广泛地用来改造旧机床、装备新机床。普通机床配装数显装置后,可以满足绝大多数零件的加工精度要求;并且特别适于加工复杂形状零件、腔体类异形零件、大型零件和有分度要求的零件等。,3.1 角编码器及应用 3.2 感应同步器及应用 3.3 光栅传感器及应用 3.4 磁栅传感器 3.5 容栅传感器,3.6 球同步器 3.7 数显表与数显量具 3.8 接近传感器及应用 3.9 传感器在MPS系统中的应用 3.10 无损探伤,主要内容,主要内容 1.角编码器的类型、原理、结构、应用 2.感应同步器的类型、原理、结构、应用, 3.1 角编码器及应用 3.2 感应同步器及应用,3.1 角编码器及应用 数字式编码器包括码尺和码盘。码尺用于测量直线位移。码盘即角编码器,它不仅可
2、直接测量角位移,而且可间接测量直线位移,因此应用广泛。按照编码器的输出形式,可分为绝对码编码器和增量码编码器。,式中n为码道数。,3.1.1 角编码器的原理与结构 1.绝对式角编码器,绝对式编码器将被测点的绝对位置转换为二进制(或BCD码、格雷码)的数字编码输出。其结构和原理可分为,接触式、光电式和电磁式几种。,光电式绝对角编码器原理示意图如图3-1所示。其角分辨力为,2.增量式角编码器 如图3-2所示,增量式光电码盘是在玻璃、金属或塑料圆盘的整周刻上放射状的透光栅线,并按一定模式刻上确定零位标志的光栅线或制成绝对位置定位码。它是以脉冲数字形式输出当前状态与前一状态的差值,即增量值,然后用计数器计取脉冲数。因此它需要规定一个脉冲当量,即一个脉冲所代表的被测物理量的值。,例如,用增量式光电编码器或光栅测量直线位移,若当量值为0.01mm,计数值为200,则位移为2.00mm,分辨力为0.01mm。,若码盘每周的刻线数为n,则增量式角编码器的角分辨力仍可以表示为:,被测量就等于当量值乘以自零位标志开始的计数值,其分辨力即为脉冲当量值。,3.角编码器的结构 如图3-3所示为USR型增量式光电
3、角编码器的结构示意图。其外径为160mm,包括输入轴的总长度为85mm。,图3-3 光电式角编码器 结构示意图 1-刻度盘 2-光源部分 3-输入轴 4-轴底部 5-支柱 6-脉冲圆盘 7-前置放大器 8-引线 9-光敏元件,3.2.2 角编码器的应用与注意事项 1.用光电旋转编码器控制机床的纵向进给速度 如图3-4所示,将光电旋转编码器安装在机床的主轴上来控制机床的纵向进给速度。,图3-4 机床纵向进给速度控制原理图 1光电旋转编码器 2纵向进给丝杆 3丝杆进给电动机,2.角编码器的使用注意事项 旋转编码器由精密器件构成,当受到较大的冲击时,可能会被损坏,使用时应充分注意。 (1)安装 安装时不要给轴施加直接的冲击,编码器轴与机器的连接,应使用柔性连接器。在轴上装连接器时,不要硬压入。 轴承寿命与使用条件有关,受轴承荷重的影响特别大。如轴承负荷比规定荷重小,可大大延长轴承寿命。 不要将旋转编码器进行拆解,这样做将有损防油和防滴性能。另外,防滴型产品不适宜长期浸在水、油中,表面有水、油时应擦拭干净。,(2)避免振动 加在旋转编码器上的振动,往往会成为脉冲误发生的原因。分辨力越高的旋转编
4、码器,越易受到振动的影响。在低速旋转或停止时,因振动可能会发生误脉冲。使用单型时,若在信号的上升、下降附近静止,则会因振动产生错误脉冲,造成错误计数。此时,若组合可逆型和加减法计数器使用,可防止累积错误脉冲计数。 (3)正确配线和连接 误配线可能会损坏内部回路。 配线应在电源OFF状态下进行。 配线时应充分注意电源的极性等。 和高压线、动力线分开另行配线。 延长电线时,应在10m以下。延长电线应用电阻小、线间电容低的电线(双绞钱、屏蔽线)。 要尽量用最短距离配线以避免感应噪声等。,(4)忌用兆欧表测试。 (5)噪声抑制 电缆配线不要与动力线平行及同在一个管道内配线。控制盘内的继电器、开关等发生的火花,应尽量用电容及浪涌吸收器件将其除去。应避免放在电焊接机、电炉等附近使用,或者采用屏蔽电磁的对策。电缆延长时,务必使用屏蔽电缆。编码器外壳与控制盘箱体之间存在电位差时,可能会由于噪声引起误动作,在此情况下,需在两者间用35.5mm2的电线连接。因旋转编码器与外围机器关系的不同,噪声影响的不同,接地要求各不相同。一般的接也方法如表3-1所示。,表3-1 旋转编码器接地方法,3.2 感应同步器及
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