直線式感應(yīng)同步器

曾樂樂

摘 要：直線式感應(yīng)同步器是一種電磁感應(yīng)式傳感元件。用來檢測機械直線位移，采用鑒幅和鑒相的方式對感應(yīng)同步器輸出信號加以變換位移變成電信號。

關(guān)鍵詞：直線位移；電磁感應(yīng)；三重型

直線式感應(yīng)同步器是一種電磁感應(yīng)式傳感元件。用來檢測機械位移，其具有精度高、運行可靠、使用壽命長、調(diào)整方便等特點，廣泛應(yīng)用于航海、航天、軍事設(shè)備機械制造等部門。

1 感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)

在直線式的感應(yīng)同步器定尺滑尺同樣是基板、絕緣層、繞組購成，屏蔽層覆蓋在滑尺繞組上，基板采用低碳鋼作成。這些鋼件的熱膨脹系數(shù)相近，以減少溫度誤差，考慮到接長的要求和安裝方便，可將定尺繞組做成連續(xù)式，而將滑尺繞組做成分段式。

分段式繞組由2K組導(dǎo)體組組成，每組可由M根有效導(dǎo)體及相應(yīng)的端部串聯(lián)構(gòu)成。定尺遠比滑尺長。其中被全部滑尺組所覆蓋的。組裝好的直線式感應(yīng)同步器其定尺與導(dǎo)軌母線相平行，且與滑尺保持有均勻的狹小氣隙，保持持在0.2-03mm間隙。

根據(jù)不同的運行方式、精度要求、測量范圍、安裝條件等，可將同步器設(shè)計成各種不同的尺寸型狀種類：1）標準型——精度高采用最普遍。2）窄型——用于安裝尺寸受限的設(shè)備。3）帶型——適用于安裝表面不易加工的設(shè)備上。4）三重型——在一根尺上有粗中精三種繞組，以便構(gòu)成絕對坐標系統(tǒng)。

2 感應(yīng)同步器工作方式

從上面可以看出，采用鑒幅和鑒相的方式對感應(yīng)同步器輸出信號加以變換后轉(zhuǎn)角和位移變成電信號。但這個電信號只是反映了一個空間周期內(nèi)任一轉(zhuǎn)角位移的變化不能辨別是哪一個極下的，因而在測量這個信號時就要采用增量法，構(gòu)成相對坐標系統(tǒng)來解決。但在某些場合卻要絕對零位系統(tǒng)，解決這個問題的途徑是設(shè)計三重型直線感應(yīng)同步器。

3 絕對是感應(yīng)同步器

所謂三重型就是在一副定滑尺寸基板上，分別有三套不同極數(shù)極距的感應(yīng)同步器。其中短極距感應(yīng)同步器與標準型的結(jié)構(gòu)一樣，極距為1毫米，重復(fù)周期為2毫米用于精測中長極距感應(yīng)同步器采用斜繞組結(jié)構(gòu)，極距為分別為50毫米和2000毫米（周期分別為100毫米和4000毫米）用于粗測。基本原理是定尺繞組由平行導(dǎo)體串聯(lián)而成。導(dǎo)體中心距τ，與定尺導(dǎo)體軸線與滑尺的運動軸線之間的夾角為ξ，滑尺的兩個繞組分別由兩根與運動方向平行的導(dǎo)體串聯(lián)而成。而繞組的中心線相距τ2。如將定尺繞組激磁則滑尺繞組兩相中將感應(yīng)電勢，其大小隨位置而定，當繞組的中心點o1和o2處于定尺導(dǎo)體中心線時，繞組感應(yīng)電勢為零，當處于定子兩相鄰導(dǎo)體之間的感應(yīng)電勢達最大，所以感應(yīng)電勢是以2τ為周期變化的，τ是斜繞組的極距可表示為τ=ttanξ ，只要改變角度ξ，便可設(shè)計出滿足極距長度要求的直線式感應(yīng)同步器。