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元件，按其結(jié)構(gòu)特點分為直線式和旋轉(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。前者用于測量直線位移，用于全閉環(huán)伺服系統(tǒng)，后者用于測量角位移，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，可用來測量直線或轉(zhuǎn)角位移。其中，測量直線位移的稱為直線感應(yīng)同步器(或稱長感應(yīng)同步器)，測量轉(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)。同步器具有測聚精度和分辨力高，抗干擾能力強，受環(huán)境影響小、使用壽命長、維護簡單，可拼接成各種測量長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。因此，同步器廣泛地應(yīng)用于大型機床和中型機床上，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，滑尺的兩個繞組中的任一繞組通以交變激磁電壓時，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。感應(yīng)電勢的大小取決于滑尺相對于定尺的位置。給出了滑尺繞組(滑尺)相對于定尺繞組(定尺)處于不同的位置時，定尺繞組中感應(yīng)電勢的變化情況。A點表示滑尺繞組與定尺繞組重合，這時定尺繞組中的感應(yīng)電勢最大;如果滑尺相對于定尺從A點逐漸向左(或右)平行移動，感應(yīng)電勢就隨之逐漸減小，在兩繞組剛好錯開1/4節(jié)距的位置B點，感應(yīng)電勢減為零;若再繼續(xù)移動，移到1/2節(jié)距的C點，感應(yīng)電勢相應(yīng)地變?yōu)榕cA位置相同，但極性相反，到達3/4節(jié)距的D點時，感應(yīng)電勢再一次變?yōu)榱?其后，移動了一個節(jié)距到達E點，情況就又與A點相同了，相當(dāng)于又回到了A點。這樣，滑尺在移動一個節(jié)距的過程中，感應(yīng)同步器定尺繞組的感應(yīng)電勢近似于余弦函數(shù)變化了一個周期。

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、絕緣性好。屏蔽層用鋁箱或鋁膜制成，起靜電屏蔽作用。定尺遠比滑尺長，安裝時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，或者通過耦合變壓器，將轉(zhuǎn)子的一次感應(yīng)電動勢經(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)與動態(tài)測量中，例如用于三坐標(biāo)測量機、程控數(shù)控機床及高精度重型機床及加工中心測量裝置等。感應(yīng)同步器利用電磁耦合原理實現(xiàn)位移檢測具有明顯的優(yōu)勢：可靠性高，抗干擾能力強，對工作環(huán)境要求低，在沒有恒溫控制和環(huán)境不好的條件下能正常工作，適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境;光柵傳感器是依靠光電學(xué)機理實現(xiàn)位移量檢測，其分辨率高，測量精確，安裝使用方便。封閉式的光柵傳感器對工作環(huán)境適應(yīng)性強、光柵傳感器性能價格比的提高和技術(shù)復(fù)雜性的降低使其在測長方面有比感應(yīng)同步器更普遍的應(yīng)用。