数控技术及装备全套课件.PPTX

数控技术及装备 ;第一章 电机控制中的测量元件 ;第一部分 光电编码器;旋转编码器工作原理 光电码盘随被测轴一起转动，在光源的照射下，透过光电码盘和光拦板形成忽明忽暗的光信号，光敏元件把此光信号转换成电信号a、b、z，通过信号处理装置的整形、放大等处理后输出如图所示的6项A、B、C 和取反信号。 输出信号的作用及其处理 A、B 两相的作用 细分处理、角位移、转速、转向 Z 相的作用 周向定位基准、圈数 、 、 的作用 利用 A 、 差分输入消除远距离传输的共模干扰;第一部分 光电编码器;第一部分 光电编码器;第一部分 光电编码器;第一部分 光电编码器;光栅读数头 与标尺光栅配合起光电转换作用，将位移量转换成脉冲信号输出。 有垂直入射读数头、分光读数头、镜像读数头和反射读数头等。 ;光栅原理（莫尔条纹） ;;细莫尔条纹干涉原理;第一部分 光电编码器;;旋转变压器原理;旋转变压器工作原理 分解器绕组的结构保证了定子与转子之间的气隙磁通呈正、余弦规律分布。因此，当转子旋转时，转子绕组内产生感应电势随转子偏转角θ机呈正弦规律变化。 即： 或 其中，Us ，Uc 为定子正弦、余弦绕组上的激磁电压，k为变压比。 旋转变压器的应用 鉴相方式 在旋转变压器定子的两相正交绕组上分别加上幅值相等、频率相同的正弦、余弦激磁电压 ， 转子旋转后，两个激磁电压 在转子绕组中产生的感应电压线性叠加得总感应电压为： 因此，只要检测出转子输出电压的相位角，就知道了转子的转角。 ;鉴幅方式 给定子的两个绕组分别通上频率、相位相同但幅值不同的激磁电压 ， 则在转子绕组上得到感应电压为 不断修改激磁调幅电压幅值的电气角θ电，使之跟踪θ机的变化，并测量感应电压幅值即可求得机械角位移θ机 。;多级旋转变压器;讨论： 1、如何提高精度？ 2、与脉冲编码器相比可靠性如何？ ;第三部分　霍尔元件测量电机磁场;2、测量方法 电机在旋转过程中的不同位置，霍尔元件的输出电压呈正弦变化，说明电机磁场的变化规律。 通过标定，就可测量电机的磁场。 ;3、霍尔元件的特性参数 a) 灵敏度 在1000高斯的磁通下通0.1毫安电流所输出的毫伏电压值。 高的灵敏度是霍尔元件的首要条件，但霍尔元件越薄输入阻抗就越大，电流流动受阻。因此，需要末级放大。 b) 输入阻抗 电源电流Ic的阻抗 c) 输出阻抗 输出感应电势端的阻抗 d) 不平衡电压 无磁通时的输出电压值，由不对称造成的飘移。 e) 工作温度 可以使用的温度范围。;4、霍尔元件的制作 一般地，霍尔元件厚度都在几微米以下。霍尔元件越薄，输出电压就越大，即霍尔元件越灵敏，但输入阻抗就越大 。 a) 蒸附法 在真空中将半导体铟化娣蒸附到陶瓷类基板报上并行成薄膜，并在上埋电极。 b) ?研磨法 在单晶体板上利用光刻法，制成霍尔元件，然后装在磁性基板上并进行研磨。 c) 离子注入法 镓化砷为原材料，用鉻作参杂物制成半绝缘的单晶体，采用离子注入法在其表面形成多层活性层而制成元件。厚度小于0.4微米。 霍尔元件最大的缺点是随温度变化。 ;第四部分　激光测量系统 ;2．激光的特点 ;3.激光干涉仪原理 （1）迈克尔逊干涉仪结构 ;（2）迈克尔逊干涉仪的测量原理 ;（3）迈克尔逊干涉仪的改进 ;;第五部分　陀螺仪测角 ;进动性和定轴性 进动：三自由度陀螺仪以角速度ω绕自转轴转动，在受到某一轴方向的外力矩作用下，将同时绕着与这一轴垂直的方向以角速度Ω转动—称为进动。 进动角速度： Ω=M/H M为进动轴方向的外力矩； H为陀螺仪自旋角动量矩H=Cω。C为陀螺仪自旋转动惯量。;章动：三自由度陀螺仪以角速度ω绕自转轴转动，在受到外力矩作用下，自转轴将发生偏斜运动—称为章动。 此时，其进动角速度α= -Μ/(λH)sinλt β=Μ/(λH)(1-cosλt) λ=H/A A为陀螺仪绕X轴（赤道的）的转动惯量 当角速度ω足够大时，角动量矩H很大，进动角速度Ω、α、β可以忽略比不计，这就是三自由度陀螺仪的定轴性。 ;讨论 1、从测量原理和结构来看，影响陀螺仪精度的有哪些因素？ 2、?陀螺仪主要应用在哪些场合？;第六部分 测速发电机;直流测速发电机的输出特性;2、交流异步测速发电机 工作原理： 在N1绕组上施加稳定的交流电压，测量另一与之垂直绕组上的感应电压U2;主要误差 线性误差 相位误差 剩余电压;二、