感應(yīng)同步器的工作原理是什么？其應(yīng)用范圍介紹

感應(yīng)同步器是一種電磁式位置檢測(cè)元件，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為直線式和旋轉(zhuǎn)式(圓盤式)兩種。直線式感應(yīng)同步器由定尺和滑尺組成;旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器由定子和轉(zhuǎn)子組成。前者用于測(cè)量直線位移，用于全閉環(huán)伺服系統(tǒng)，后者用于測(cè)量角位移，用于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。它們的工作原理都與旋轉(zhuǎn)變壓器相似。感應(yīng)同步器是利用兩個(gè)平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理組成的，可用來(lái)測(cè)量直線或轉(zhuǎn)角位移。其中，測(cè)量直線位移的稱為直線感應(yīng)同步器(或稱長(zhǎng)感應(yīng)同步器)，測(cè)量轉(zhuǎn)角位移的稱為側(cè)感應(yīng)同步器(或稱旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器)。同步器具有測(cè)聚精度和分辨力高，抗干擾能力強(qiáng)，受環(huán)境影響小、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單，可拼接成各種測(cè)量長(zhǎng)度且能保持單元精度，工藝性好、成本較低，便于復(fù)制和成批生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因此，同步器廣泛地應(yīng)用于大型機(jī)床和中型機(jī)床上，作為數(shù)字位移提供顯示或控制裝置。

感應(yīng)同步器的工作原理是，滑尺的兩個(gè)繞組中的任一繞組通以交變激磁電壓時(shí)，由于電磁效應(yīng)，定尺繞組上必然產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的大小取決于滑尺相對(duì)于定尺的位置。給出了滑尺繞組(滑尺)相對(duì)于定尺繞組(定尺)處于不同的位置時(shí)，定尺繞組中感應(yīng)電勢(shì)的變化情況。A點(diǎn)表示滑尺繞組與定尺繞組重合，這時(shí)定尺繞組中的感應(yīng)電勢(shì)最大;如果滑尺相對(duì)于定尺從A點(diǎn)逐漸向左(或右)平行移動(dòng)，感應(yīng)電勢(shì)就隨之逐漸減小，在兩繞組剛好錯(cuò)開1/4節(jié)距的位置B點(diǎn)，感應(yīng)電勢(shì)減為零;若再繼續(xù)移動(dòng)，移到1/2節(jié)距的C點(diǎn)，感應(yīng)電勢(shì)相應(yīng)地變?yōu)榕cA位置相同，但極性相反，到達(dá)3/4節(jié)距的D點(diǎn)時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)再一次變?yōu)榱?其后，移動(dòng)了一個(gè)節(jié)距到達(dá)E點(diǎn)，情況就又與A點(diǎn)相同了，相當(dāng)于又回到了A點(diǎn)。這樣，滑尺在移動(dòng)一個(gè)節(jié)距的過(guò)程中，感應(yīng)同步器定尺繞組的感應(yīng)電勢(shì)近似于余弦函數(shù)變化了一個(gè)周期。

直線感應(yīng)同步器

直線感應(yīng)同步器由定尺和滑尺組成。定尺和滑尺由基板、絕緣和繞組三部分組成。其中，滑尺繞組的外面包有一層與繞組絕緣的接地屏蔽層?；宄２捎脤?dǎo)磁材料，其膨脹系數(shù)與所安裝的主體相同(如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼);繞組用電解銅銷腐蝕制成;絕緣材料一般選用酚醛玻璃環(huán)氧絲布和聚乙烯醇縮丁醛膠或用聚酰胺作固化劑的環(huán)氧樹脂，這此材料黏著力強(qiáng)、絕緣性好。屏蔽層用鋁箱或鋁膜制成，起靜電屏蔽作用。定尺遠(yuǎn)比滑尺長(zhǎng)，安裝時(shí)必保證滑尺繞組全部覆蓋定尺的繞組定尺上是連續(xù)繞組，滑尺1是分段繞組，分正強(qiáng)和余弦兩部分，在空間相差90°電角度，即1/4周期。

旋轉(zhuǎn)感應(yīng)同步器

旋轉(zhuǎn)感應(yīng)同步器由定子和轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于直線感應(yīng)器的定尺。定子相當(dāng)于滑尺，形狀是調(diào)片形。其定子和轉(zhuǎn)子也同時(shí)由基板、絕緣層、繞組三部分組城基板呈環(huán)狀，材料為硬鋁、不銹鋼或玻璃。定子和轉(zhuǎn)子繞組的制造工藝與直線感應(yīng)同步器相同。目前，圓感應(yīng)同步器的直徑一般50mm，76mm，178mm和302mm四種，徑向繞組導(dǎo)體數(shù)(即極數(shù))有180極、360極、512極、720極和1080極五種。在極數(shù)相同的情況下，圓感應(yīng)同步器的直徑越大，其精度越高。轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)，通常采用導(dǎo)電環(huán)直接耦合輸出，或者通過(guò)耦合變壓器，將轉(zhuǎn)子的一次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)氣隙耦合到定子二次側(cè)輸出。

感應(yīng)同步器已被廣泛應(yīng)用于大位移靜態(tài)與動(dòng)態(tài)測(cè)量中，例如用于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、程控?cái)?shù)控機(jī)床及高精度重型機(jī)床及加工中心測(cè)量裝置等。感應(yīng)同步器利用電磁耦合原理實(shí)現(xiàn)位移檢測(cè)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)工作環(huán)境要求低，在沒(méi)有恒溫控制和環(huán)境不好的條件下能正常工作，適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境;光柵傳感器是依靠光電學(xué)機(jī)理實(shí)現(xiàn)位移量檢測(cè)，其分辨率高，測(cè)量精確，安裝使用方便。封閉式的光柵傳感器對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、光柵傳感器性能價(jià)格比的提高和技術(shù)復(fù)雜性的降低使其在測(cè)長(zhǎng)方面有比感應(yīng)同步器更普遍的應(yīng)用。