第六章 数字式传感器2

1、图6-2 感应同步器定尺和滑尺的截面结构(a)定尺 （b）滑尺图6-3 标准型直线式感应同步器外观尺寸 图6-4 旋转式感应同步器外形图 图6-5 感应同步器工作原理示意图 图6-6 两绕组相对位置与感应电势的关系 S-正弦绕组；C-余弦绕组 coscossseK Ut coscossseK Ut或 或（61） （62） 其中：K耦合系数； 与位移x等值的电角度，2xW2。cossincceK UtcossincceK Ut 1 1鉴相法鉴相法 csinsinmeK Ut（63） ssinsinmeK UtscoscossinsincmmeeeK UtK Ut 2coscos2/mmK UtK

2、 UtxW （64） （65） sincoscossmeK UtcoscossincmeK Ut sincoscoscossinscmmeeeK UtK U costsinmK Ucos t（66） 00smuUttt 00cmuU2222ttt 121sincosmmsnUUunntn 121sincos22mmsnUUunn tn （67） （68） 图6-7 波形图（a）激磁方波电压；（b）感应电势12cossinsinsmneK Unn t（69） 12sinsinsin2cmneK Unn t （610） 2sinsin sincos sin2mK Uet 2sinsinmK Ut（

3、611） 图图6-8 6-8 鉴相法测量系统原理框图鉴相法测量系统原理框图图6-9 鉴幅法测量系统原理图图6-10 感应同步器定尺接长误差示意图 图6-11 光电绝对编 码器结构示意图图6-12 具有分解器的19位 光电编码器图6-13 附加码道光敏元件输出图6-14 增量编码器的输出波形（a）码盘正转时（b）码盘反转时(1)典型产品应用介绍 图615所示为LEC型小型光电增量编码器的外形图。每转输出脉冲数为205000，最大允许转速为5000rmin。 图6-15 小型光电编码器外形图图6-16 （a）差分接收电路 （b）差分线性驱动输出波形图6-17 增量编码器直接用于测量转速（a）用编码

4、器测量平均速度 （b）用编码器测量瞬时速度的原理框图图6-18 用旋转式增量编码器测量线位移示意图图6-19 计数电路波形图（a）正转时（b）反转时111233244214213342xY QY QY QY QxY QY QY QY Q112YS S212YS S312YS S412YSS图6-20 四倍频细分电路原理图（a）电路原理图 （b）各点波形（正转时）图 6-21 光栅的莫尔条纹（a） 光栅 （b） 莫尔条纹1-主光栅 2-指示光栅图6-22 透射式光栅传感器结构图1-主光栅 2-指示光栅 3-硅光电池 4-聚光镜 5-光源 图6-23 光栅位移与光强、输出信号的关系)/2sin(0

5、WxUUum 上式表明了光电元件的输出与光栅相对位移x的关系。图6-24 辨向原理1，2-光电元件 3-莫尔条纹 4-指示光栅（ 图6-25 电桥细分原理图tan2iiRiRn（615） 图6-27 零位光栅典型输出曲线maxabCn（616） 2221max()2rrCn图6-28调幅式测量系统原理图12()()0mAmBUU CUUC0/ 2xL00(1 2 /)ACCx L00(12 /)BCCx L0C0L12120()1()2mUUxUUUL0 xl1mU2mU图629 调相式测量系统原理图/41U8U0C0 xl0000000000sinsin24 sinsinsin422 1co

6、s2cos1 sin4MmmmmmmxQCUtC UtLlxC UtC UtCUtlxC Uttl 01 (2 /),2cos(/4) 1,x lab 2202222cossinMmabQC Uabttabab 22/sinaab22/cosbab220sin()mmQC Uabt arctanab（619） MRCSRCMgCRgCSgCSgMgCkC0()MMRMgMRMMMgMQQQQuuQu00()RgMSRMMC uCuu0()SSRSSSgSQCuuC u00()RgSSRssC uCuuMgRgCCRu00RMSuuuMSQQ0sin()Rukt012 /arctan2.4142

7、x l（620） 0k0CMgC0lxxRux0lMgRgCC图6-30 磁栅的剖面 1非导磁材料基体；2磁性薄膜 图6-31 磁栅结构示意图（a）尺形长磁栅；（b）带型长磁栅；（c）同轴长磁栅；（d）圆磁栅1磁栅；2磁头；3屏蔽罩图6-32 动态(a)与静态(b)磁头工作原理图1磁头；2磁栅；3输出信号波形2sinsinmxuUtW（6-21） 式中 mU幅值系数； x磁头与磁栅的相对位移；W磁栅的节距； 激磁信号的两倍频率。 图6-33 多隙磁通响应式磁头的典型结构12sinsinmxuUtW22cossinmxuUtW经检波滤除高频载波后可得12sinmxuUW22cosmxuUW（6-

8、22） （6-23） 1u2u112sincosmxuUtW222cossinmxuUtW1u2u1mU2mUmU122sin()mxuuuUtW（6-24） 图634 鉴相法测量电路框图65 10m5 采样时间 /stn f分辨率 1/nFf（625） 采样时间 340/ 5 108stms分辨率 1/ 0.2/1/16000nFf0/fh Ek m（626） 式中 h与量纲有关的常数。图635 振弦式频率传感器的工作原理01/2fl （627） 图 636振弦式传感器的输出输入特性图637激振方式原理框图 图638振弦式力传感器 （a）连续激励方式 （b）间断激励方式 1、5振弦；2支座；3、11激励器； 4柱体；6、9拾振器；7弹性模片 8、10放大震荡电路；12混频器； 13 滤波整形电路图6-39 振弦式流体压力传感器图1导线；2紧线母；3O型圈；4外壳； 5振弦；6磁钢；7支架；8受压板；9底座；10受力管 图640 流体密度传感器结构示意图 图6-41 传输线上电容引起的畸变 SL