速度检测元件有哪些(伺服系统中的位置检测元件)

一、?位置检测元件的要求和种类

对于具有半闭环控制的位置伺服系统，闭环不包括机械传动链和位置传感设备。进纸电机或丝杠末端安装了旋转变压器或高分辨率脉冲编码器。旋转变压器（或脉冲编码器）的每个角度严格匹配一定的运动距离。仪器。测量电动机或螺钉的角位移。即，间接测量运动机构的线性位移。

在采用闭环控制系统的位置伺服系统的情况下，必须直接测量工作台的线性位移，并且可以使用电感，栅极，磁栅等测量装置。感应同步器的滑尺由工作台直接驱动，但是工作台的实际位置是通过固定在机床上的固定长度来测量的。

您可以看到位置测量设备是位置伺服系统的重要组成部分。它的功能是测量位移和速度，发送反馈信号，并形成闭环或半闭环控制。 CNC机床的加工精度在很大程度上取决于检测系统的精度。

位移检测系统可以测量的小位移称为分辨率。分辨率不仅取决于传感元件本身，而且取决于测量电路。对传感设备的位置伺服系统的主要要求如下：

（1）高可靠性和高抗干扰性；

（2）满足精度和速度要求

（3）易于使用和维护，适合机床操作环境。

（4）低成本。

安装后，将固定长度和滑动刻度的扁平绕组，转子和定子彼此相对放置。气隙的变化会影响电磁耦合程度的变化，因此通常应将气隙保持在0.25±0.05mm的范围内。当在工作期间向一个绕组施加交流激励电压时，通过电磁耦合在另一绕组中产生感应电动势。电动势取决于定子和滑尺（或转子和定子）的相对位置，并且正弦和余弦函数会发生变化。然后，该信号的检测和处理可以测量直线或拐角的位移。

感应同步器的优点如下。

①具有很高的精度和分辨率。测量精度首先取决于印刷电路绕组的处理精度，而温度变化对测量精度的影响很小。 Inductosyn由许多同时参与工作的音高组成，平均音高误差的影响会减小局部误差的影响。当前，长电感的精度为±1.5μm，分辨率为0.0 5μm，可重复性为0.2μm。直径为300mm的圆形感应同步装置可实现高精度，分辨率和可重复性。

②抗干扰能力强。感应同步器是绝对的音调内测量设备，它可以随时提供与位置相对应的单值电压信号，因此瞬时起作用的间歇性干扰信号在消失后不再具有进一步的作用。平面绕组的阻抗很小，并且外部干扰电场的影响也很小。

③使用寿命长，维护简单。固定长度和滑尺，定子和转子不相互接触，并且没有摩擦或磨损，因此使用寿命非常长。它不怕油，灰尘，冲击和振动的影响，因此不需要经常清洁。但是，必须安装防护罩，以防止铁弦进入空隙。

④可用于远距离位移测量。根据长度测量的需要，可以将几个固定长度链接在一起。拼接后，全长的精度可能会比单个长度的精度稍低或保持不变。当前，大型机床工作台位移的线性测量范围从几米到几十米不等，大多数是通过感应同步装置实现的。

⑤成分好，成本低，易于复制和批量生产。

由于电感器的上述优点，长电感器目前广泛用于大位移静态和动态测量，例如三坐标测量机，可编程数控机床，高精度重型机床和测量装置。加工。圆形感应同步装置广泛用于机床和机械的转盘和各种旋转伺服控制系统中。

1．工作原理

如图10.11所示，一个以中心轴为中心的光电代码盘具有环形的暗负线，要读取的光电发射器和接收器单元，得到4组由A组合的正弦波信号。B，C，D。每个正弦波的相位差为90度（基于360度的周期）。将C和D信号反相并叠加在A和B相上，以增强稳定的信号。同样，Z相脉冲为：每转输出。代表零参考位置。

由于相位A和相位B之间存在90度的差异，因此可以通过比较A相位是前相还是B相位是前相来确定编码器的正向/反向旋转。位获取。

编码器代码盘的材料是玻璃，金属和塑料。由于玻璃上附着的细刻线，玻璃帘线盘具有良好的热稳定性和高精度。金属线盘直接划线。它不是易碎的，但是由于金属具有一定的厚度，因此其精度受到限制，并且其热稳定性比玻璃差得多。塑料帘线轮既经济又便宜，但是精度，热稳定性和寿命都与此有关。

编码器每360度旋转提供的开放或深色雕刻线的数量称为分辨率，也称为分辨率索引，是直接线的数量（通常每旋转5到10,000条线）。

2．信号输出

信号输出具有正弦波（电流或电压），方波（TTL，HTL），集电极开路（PNP，NPN），推挽多形式，并且TTL是长线差分驱动器（对称A，A- ; B，B-; Z，Z-），HTL也称为推挽，推挽输出，并且编码器的信号接收设备接口必须与编码器匹配。

编码器的脉冲输出信号一般连接到计数器，PLC和计算机，连接到PLC和计算机的模块分为低速模块和高速模块，开关频率低。还是很高。

与单相连接一样，它用于单向计数和单向速度测量。它用于A，B两相连接，正向和反向计数，正向和反向判断以及速度测量。用于A，B，Z三相连接，带有参考位置校正的位置测量。 A，A-，B，B-，Z，Z-连接由于对称的负信号连接而使电流对电缆产生的电磁场为零，衰减小，干扰保护，且距离长传播是可能的。对于带有对称负信号输出的TTL编码器，信号传输距离可以达到150米。对于具有对称负信号输出的HTL编码器，信号传输距离可以达到300米。

3．增量式编码器的问题

增量编码器无累积误差，抗干扰功能差。必须关闭接收设备并在关机时记住该设备，并且在启动时必须找到更改位置或参考位置。这些问题可以通过以下方式解决。使用绝对编码器。