1、位置測量的方式位置測量的方式 一、直接測量和間接測量一、直接測量和間接測量 位置傳感器有位置傳感器有直線式直線式和和旋轉式旋轉式兩大類。若位置傳兩大類。若位置傳感器所測量的對象就是被測量本身，即感器所測量的對象就是被測量本身，即用直線式傳用直線式傳感器測直線位移，用旋轉式傳感器測角位移感器測直線位移，用旋轉式傳感器測角位移，則該，則該測量方式為直接測量。例如直接用于直線位移測量測量方式為直接測量。例如直接用于直線位移測量的的直線光柵和長磁柵直線光柵和長磁柵等；直接用于角度測量的等；直接用于角度測量的角編角編碼器、圓光柵、圓磁柵碼器、圓光柵、圓磁柵等。等。 若旋轉式位置傳感器測量的回轉運動只是中

2、間值，若旋轉式位置傳感器測量的回轉運動只是中間值，再由它再由它推算推算出與之關聯的移動部件的直線位移，則出與之關聯的移動部件的直線位移，則該測量方式為該測量方式為間接測量間接測量。 2直接測量直接測量示意圖示意圖光柵讀數頭光柵讀數頭 光柵尺光柵尺 隨動刀具隨動刀具3間接測量間接測量示意圖示意圖 隨動刀具隨動刀具41.1.直接測量直接測量回轉工作臺回轉工作臺旋轉運動旋轉運動利用角位移利用角位移傳感器直接測傳感器直接測量工作臺的角量工作臺的角位移位移直接利用數字式直線位移傳感器直接利用數字式直線位移傳感器測量直線機床的位移量測量直線機床的位移量直接測量直接測量沒有轉換沒有轉換誤差誤差光柵光柵工作臺

3、運動方向工作臺運動方向2.2.間接測量間接測量 在在間接測量中，間接測量中，多使用旋轉式位置多使用旋轉式位置傳感器傳感器。測量到的。測量到的回轉運動參數僅僅回轉運動參數僅僅是中間值，但可由是中間值，但可由這中間值再推算出這中間值再推算出與之關聯的移動部與之關聯的移動部件的直線位移。件的直線位移。間間接測量須使用絲杠接測量須使用絲杠- -螺母副、齒輪螺母副、齒輪- -齒齒條副等傳動機構條副等傳動機構。 工作臺工作臺絲杠絲杠編碼器編碼器進給電機進給電機 x齒輪齒輪- -齒條副的位移轉換演示齒條副的位移轉換演示 . 例例：設齒輪的分度圓設齒輪的分度圓直直徑為徑為200mm ,齒數齒數z=100,傳感

4、器測得齒輪轉過了傳感器測得齒輪轉過了 =180度。度。求求：1）所轉過的齒數所轉過的齒數N；2）齒條的齒距齒條的齒距t；3)齒條所移動的距離齒條所移動的距離 x。齒輪齒輪齒條齒條 -x齒條為直線運動，齒條為直線運動，齒輪作旋轉運動齒輪作旋轉運動 +x解解： 1）所轉過的齒數所轉過的齒數N=(z360) =(100/360)180 =50 2）齒條的齒距齒條的齒距 t=D/z=6.28mm； 3）齒條所移動的距離）齒條所移動的距離x=N t=506.28=314mm.測出齒輪的角位移測出齒輪的角位移,就可測得齒條的直線位移就可測得齒條的直線位移D傳動機構傳動機構滾珠絲杠滾珠絲杠- -螺母螺母副副

5、、齒輪齒輪- -齒條副齒條副等傳動機構等傳動機構能夠能夠將旋轉運動轉換將旋轉運動轉換成直線運動成直線運動。但。但應設法消除傳導應設法消除傳導過程產生的過程產生的間隙間隙誤差誤差。 齒距齒距t t齒條齒條齒輪齒輪 x滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副滾珠滾珠絲杠絲杠- -螺螺母副能夠母副能夠減小傳減小傳動磨檫力動磨檫力，延長，延長使用壽命，減小使用壽命，減小間隙誤差。間隙誤差。 螺母螺母絲杠絲杠x 平均螺距誤差大于平均螺距誤差大于10m傳動分析傳動分析 設：螺距設：螺距t=4mm，絲杠在，絲杠在4s時間里轉動了時間里轉動了10圈，圈，求：絲杠的平均轉速求：絲杠的平均轉速n(r/min)及螺母移動了多少

6、毫及螺母移動了多少毫米？螺母的平均速度米？螺母的平均速度v又為多少？又為多少？ 滾珠滾珠螺母螺母絲杠絲杠螺距螺距t=4mmxN=10圈時，圈時， =？度？度x=？mm 齒輪齒輪-齒條副、齒條副、螺母絲桿副等螺母絲桿副等直直線線-旋轉轉換設備旋轉轉換設備均存在間隙誤差均存在間隙誤差,特別是從正轉切特別是從正轉切換到反轉時換到反轉時,間隙間隙將導致測量死區將導致測量死區,必須予以補償。必須予以補償。 二、增量式和二、增量式和 絕對式測量絕對式測量 在在增量式增量式測量中，移動測量中，移動部件部件每移動一個基本長度每移動一個基本長度單位，位置傳感器便發出單位，位置傳感器便發出一個測量信號一個測量信號，此信號通，此信號通常是脈沖形式。這樣，常是脈沖形式。這樣，一一個脈沖個脈沖所代表的基本長度所代表的基本長度單位就是單位就是分辨力分辨力，對脈沖，對脈沖計數計數，便可得到位移量。，便可得到位移量。絕對式絕對式測量的特點是：測量的特點是： 每一被測點都有一個對應的每一被測點都有一個對應的編碼編碼, ,常以常以二進制數據二進制數據形式來表示（形式來表示（例如例如:10 1011 0010:10 1011 0010）。）。即使斷電之后即使斷電之后再重新上電再重新上電,