感应同步器原理介绍

感应同步器原理介绍 -感应同步器原理 直线式感应同步器和圆盘式感应同步器的工作原理基本相同，都是利用电磁感应原理工作。下面以直线式感应同步器为例介绍其工作原理。直线式感应同步器由两个磁耦合部件组成，其工作原理类似于一个多极对的正余弦旋转变压器。感应同步器的定尺和滑尺相互平行放置，其间有一定的气隙，一般应保持在0.250.05mm 范围内，如图 12.2.4 所示。图 12.2.4 直线式感应同步器的工作原理当滑尺上的正弦绕组和余弦绕组分别以 110kHz 的正弦电压激磁时，将产生同频率的交变磁通；该交变磁通与定尺绕组耦合，在定尺绕组上将产生同频率的感应电势。感应电势的大小除了与激磁频率、激磁电流和两绕组之间的间隙有关外，还与两绕组的相对位置有关。如果在滑尺的余弦绕组上单独施加正弦激磁电压，感应同步器定尺的感应电势与两绕组相对位置的关系如图 12.2.5 所示。当滑尺处于 A 点时，余弦绕组 C 和定尺绕组位置相差 1/4 节距，即在定尺绕组内产生的感应电势为零。随着滑尺的移动，感应电势逐渐增大，直到 B 点时，即滑尺的余弦绕组C 和定尺绕组位置重合时（1/4 节距位置） ，耦合磁通最大，感应电势也最大。滑尺继续右移，定尺绕组的感应电势随耦合磁通减小而减小，直至移动到 C 点时（1/2 节距处） ，又回到与初始位置完全相同的耦合状态，感应电势变为零。滑尺再继续右移到 D 点时（3/4 节距处） ，定尺中感应电势达到负的最大值。在移动一个整节距（E 点）时，两绕组的耦合状态又回到初始位置，定尺感应电势又为零。定尺上的感应电势随滑尺相对定尺的移动呈现周期性变化（如图 12.2.5 中的曲线 1） 。同理，如果在滑尺正弦绕组上单独施加余弦激磁电压，则定尺的感应电势如图 12.2.5 中的曲线 2 所示。一般选用激磁电压为 12V，过大的激磁电压将引起大的激磁电流，导致温升过高，而使其工作不稳定。图 12.2.5 感应电势与两绕组相对位置的关系 S正弦绕组 C余弦绕组基于以上分析，定尺的感应电势随滑尺的相对移动呈周期性变化，这样便把机械位移和感应电势相互联系起来。假设在滑尺的正弦或余弦绕组上单独施加的正弦激磁电压为（12.2.1）则正弦或余弦绕组在定尺上相应产生的感应电势分别为（12.2.2）（12.2.3）式中 K电磁耦合系数；X机械位移；W绕组节距；、W励磁电压的幅值和频率。式中的符号（、）表示滑尺移动的方向。由此可见，定尺的感应电势取决于滑尺的相对位移，故可通过感应电势测量位移。当位移超过节距 W 时，感应同步器的输出电势不能反映位移的绝对值，只能反映滑尺与定尺的相对位移，为了在较大范围测量位移的绝对值，需要对上述的基本感应同步器加以改进，通常有以下两种方法：（1）采用三重直线感应同步器。三重直线感应同步器在测量范围 4m 内都可得到位移的绝对值，总分辨率小于0.01mm。三重直线感应同步器的定尺上有粗、中、细三组绕组，组成三个独立的传感通道，其中细绕组的节距 W 为 2mm，用来确定 2mm 以内的位移，中绕组的 W 为 200mm，用来确定 2200mm 范围内的位移，粗绕组的 W 为 4000mm，用来确定 2004000mm 范围内的位移，这样就建立了一个绝对坐标测量系统，但这种测量系统的电路较为复杂。（2）接长法。常用的标准型直