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感应同步器原理

时间:2015-10-31 17:01来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件,有直线和圆盘式两种,分别用作检测直线位移和转角。 直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成。定尺较长(200mm以上,可根据测量行程的长度选择不同规格长度),上面刻有均匀节距的绕组;滑尺表面刻有

   感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件,有直线和圆盘式两种,分别用作检测直线位移和转角。

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    直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成。定尺较长(200mm以上,可根据测量行程的长度选择不同规格长度),上面刻有均匀节距的绕组;滑尺表面刻有两个绕组,即正弦绕组和余弦绕组,见图1。当余弦绕组与定子绕组相位相同时,正弦绕组与定子绕组错开1/4节距。滑尺在通有电流的定尺表面相对运动,产生感应电势。

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图1 感应同步器原理图

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    圆盘式感应同步器,如图2所示,其转子相当于直线感应同步器的滑尺,定子相当于定尺,而且定子绕组中的两个绕组也错开1/4节距。

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图2 圆盘式感应同步器摇组图形

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(a)定子;(b)转子 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    感应同步器根据其激磁绕组供电电压形式不同,分为鉴相测量方式和鉴幅测量方式。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    (1)鉴相式 所谓鉴相式就是根据感应电势的相位来鉴别位移量。

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    如果将滑尺的正弦和余弦绕组分别供给幅值、频率均相等,但相位相差900的激磁电压,即时,则定尺上的绕组由于电磁感应作用产生与激磁电压同频率的交变感应电势。 本文来自www.eadianqi.com

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图3 滑尺摇组位置与定尺感应电势幅值的变化关系 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    图3说明了感应电势幅值与定尺和滑尺相对位置的关系。如果只对余弦绕组A加交流激磁电压VA,则绕组A中有电流通过,因而在绕组A周围产生交变磁场 在图中1位置,定尺和滑尺绕组A完全重合,此时磁通交链最多,因而感应电势幅值最大。在图中2位置,定尺绕组交链的磁通相互抵消,因而感应电势幅值为零。滑尺继续滑动的情况见图中3,4,5位置。可以看出,滑尺在定尺上滑动一个节距,定尺绕组感应电势变化了一个周期,即

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        (1)

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    式中 K——滑尺和定尺的电磁耦合系数; 本文来自www.eadianqi.com

    ——滑尺和定尺相对位移的折算角。

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    若绕组的节距为W,相对位移为l,则

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    同样,当仅对正弦绕组B施加交流激磁电压时,定尺绕组感应电势为

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    对滑尺上两个绕组同时加激磁电压,则定尺绕组上所感应的总电势为 本文来自www.eadianqi.com

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    从上式可以看出,感应同步器把滑尺相对定尺的位移L的变化转成感应电势相角的变化。因此,只要测得相角 ,就可以知道滑尺的相对位移L:

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        (5)

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    (2)鉴幅式 在滑尺的两个绕组上施加频率和相位均相同,但幅值不同的交流激磁电压自动控制网www.eadianqi.com版权所有

        (6) 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

        (7)

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    式中 --指令位移角。

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    设此时滑尺绕组与定尺绕组的相对位移角为,则定尺绕组上的感应电势为

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    上式把感应同步器的位移与感应电势幅值联系起来,当时,e=0。这就是鉴幅测量方式的基本原理。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有


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