运动控制技术与应用课件第二章.ppt

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1、运动控制技术与应用数维实训室-郑玉龙2-运动控制系统中的传感器与检测技术绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院传感器：Sensor感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。由敏感元件和转换元件构成。非电量《---》电量2.3直线光栅尺2.3.1光栅尺的概念、结构与分类2.3.2光栅尺的测量原理2.3.3光栅尺的选用2.2光电编码器2.21增量是光电编码器2.2.2绝对式光电编码器2.2.3

2、光电编码器的选用2.1旋转变压器2.1.1旋变的结构与工作原理2.2.2旋变的型号处理2.1.3旋变的选用2.4其它运动控制系统中的传感器2.4.1感应同步器2.4.2磁栅尺2.4.3激光干涉仪2.4.4电容式传感器2.4.5电感式传感器2.4.6电荷耦合图像传感器2.4.7测速发电机2.4.8力矩传感器2-运动控制系统中的传感器与检测技术绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院被测电量种类：模拟量、开关量电量

3、具有传输、转换、处理、显示等特点。常用传感器是将非电量转换成电量。传感器输出信号分模拟式和数字式。模拟式无需量化，小量程精度高，数字式传感器将被检测量量化成脉冲数及二进制代码，检测精度与检测位有关。2-运动控制系统中的传感器与检测技术绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院传感器是运动控制重要组成！按传感器输出信号类型分为：模拟式和数字式有敏感原件和转换原件组成非电量-----电量精度、灵敏度迟滞、线性度重复性

4、、漂移延时、频率响应传感器位移传感器：选转型&直线型速度传感器2-1旋转变压器结构与工作原理（Resolver）绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院又称回转变压器、同步分解器：是将转子转角变换成与之呈某种函数关系的电信号原件，是一种精度很高、结构和工艺要求十分严格和精心的控制微发电机。旋变本身输出连续变化的模拟量，净高频数字化处理后可对控制系统的位置和速度进行精确测量。旋转变压器的组成：定子、转子结构：定子

5、和转子均由高导磁的铁镍合金或硅钢薄片冲压成槽状片叠成并分别嵌有绕组。定子绕组为旋变的原边，转子绕组构成旋变的副边。2-1旋转变压器的结构（Resolver）绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院旋转变压器：是一种输出电压随转子转角以一定规律变化的交流微特电机——角度测量元件。外形结构和电机相似，有定子和转子。从原理上看，是一种可以旋转的变压器，原边、副边在定子和转子上。原、副绕组之间的电磁耦合程度与转子转角有

6、关，因此输出电压也与转角有关。2-1旋转变压器的结构（Resolver）绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院旋转变压器的输出绕组是R1R3、R2R4。空载时输出绕组开路。定子绕组S1S3接交流激磁电压，频率f为400Hz或50Hz。uf=u×sin(2πft)产生脉振磁场Φm，位于S1S3的轴线上2-1-2旋转变压器的信号处理绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运

7、动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院AD2S1210是10~12位集成了可编程信号发生器的旋转变压器/数字转换芯片，2~20KHz正弦或余弦信号输入，最大跟踪速度为3125r/min。2-1-3旋转变压器的选用绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院主要参数：额定电压额定频率变比输出相位移开路输入阻抗注意事项：接近空载下工作负载阻抗应大于旋变输出阻抗。准确调零只用一个励磁绕组时，另一个绕组短

8、接。两绕组同时励磁，采用副边补偿，两项输出绕组负载阻抗尽可能相等。2-2光电编码器（PhotolectricEncoder）绪论传感器与检测执行器步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统位置伺服与多轴现场总线运动控制雕刻机控制系统S120运动控制沈阳航空职业技术学院作用：运动控制系统中的速度和位置检测，通常为旋转型。分类：按脉冲与相对位置（角度）的关系增量编码器IncrementalPhotolectricEncod