1、 第六章 位置檢測裝置第一節第一節 概述概述第二節第二節 光電編碼器光電編碼器第三節第三節 光光 柵柵第四節第四節 感應同步器感應同步器 第一節 概述 一、一、位置檢測裝置的作用與要求位置檢測裝置的作用與要求 位置檢測裝置是數控機床的重要組成部分。在閉環、位置檢測裝置是數控機床的重要組成部分。在閉環、半閉環控制系統中，它的主要作用是檢測位移和速度，半閉環控制系統中，它的主要作用是檢測位移和速度，并發出反饋信號，構成閉環或半閉環控制。并發出反饋信號，構成閉環或半閉環控制。 數控機床對位置檢測裝置的數控機床對位置檢測裝置的要求要求如下：如下： （1） 工作可靠，抗干擾能力強；工作可靠，抗干擾能力強

2、； （2） 滿足精度和速度的要求；滿足精度和速度的要求； （3）易于安裝，維護方便，成本低。）易于安裝，維護方便，成本低。 第一節 概述 二、二、位置檢測裝置的分類位置檢測裝置的分類 位置檢測裝置按工作條件和測量要求不同，有下面位置檢測裝置按工作條件和測量要求不同，有下面幾種分類方法：幾種分類方法： （一）（一） 絕對式測量和增量式測量絕對式測量和增量式測量 1. 增量式測量增量式測量 在輪廓控制數控機床上多采用這種測量方式，增量式測量只在輪廓控制數控機床上多采用這種測量方式，增量式測量只測相對位移量，如測量單位為測相對位移量，如測量單位為0.001mm，則每移動則每移動0.001mm就發就發

3、出一個脈沖信號，其優點是測量裝置較簡單，任何一個對中點都出一個脈沖信號，其優點是測量裝置較簡單，任何一個對中點都可以作為測量的起點，而移距是由測量信號計數累加所得，但一可以作為測量的起點，而移距是由測量信號計數累加所得，但一旦計數有誤，以后測量所得結果完全錯誤。旦計數有誤，以后測量所得結果完全錯誤。 第一節 概述 2. 絕對式測量絕對式測量 絕對式測量裝置對于被測量的任意一點位置均由固定的零點絕對式測量裝置對于被測量的任意一點位置均由固定的零點標起，每一個被測點都有一個相應的測量值。測量裝置的結構較標起，每一個被測點都有一個相應的測量值。測量裝置的結構較增量式復雜，如編碼盤中，對應于碼盤的每一

4、個角度位置便有一增量式復雜，如編碼盤中，對應于碼盤的每一個角度位置便有一組二進制位數。顯然，分辨精度要求愈高，量程愈大，則所要求組二進制位數。顯然，分辨精度要求愈高，量程愈大，則所要求的二進制位數也愈多，結構就愈復雜。的二進制位數也愈多，結構就愈復雜。 （二）數字式測量和模擬式測量（二）數字式測量和模擬式測量 1. 數字式測量數字式測量 它是將被測的量以數字形式來表示，測量信號一般為脈沖，可它是將被測的量以數字形式來表示，測量信號一般為脈沖，可 以直接把它送到數控裝置進行比較、處理。信號抗干擾能力強、以直接把它送到數控裝置進行比較、處理。信號抗干擾能力強、 處理簡單。處理簡單。 第一節 概述

5、2. 模擬量測量模擬量測量 它是將被測的量用連續變量來表示，如電壓變化、相位變化它是將被測的量用連續變量來表示，如電壓變化、相位變化等。它對信號處理的方法相對來說比較復雜。等。它對信號處理的方法相對來說比較復雜。 （三）直接測量和間接測量（三）直接測量和間接測量 1. 直接測量直接測量 直接測量是將直線型檢測裝置安裝在移動部件上，用來直接直接測量是將直線型檢測裝置安裝在移動部件上，用來直接測量工作臺的直線位移，作為全閉環伺服系統的位置反饋信號，測量工作臺的直線位移，作為全閉環伺服系統的位置反饋信號，而構成位置閉環控制。其優點是準確性高、可靠性好，缺點是測而構成位置閉環控制。其優點是準確性高、可

6、靠性好，缺點是測量裝置要和工作臺行程等長，所以在大型數控機床上受到一定限量裝置要和工作臺行程等長，所以在大型數控機床上受到一定限制。制。 第一節 概述 2. 間接測量間接測量 它是將旋轉型檢測裝置安裝在驅動電機軸或滾珠絲杠上，通它是將旋轉型檢測裝置安裝在驅動電機軸或滾珠絲杠上，通過檢測轉動件的角位移來間接測量機床工作臺的直線位移，作為過檢測轉動件的角位移來間接測量機床工作臺的直線位移，作為半閉環伺服系統的位置反饋用。半閉環伺服系統的位置反饋用。 優點是測量方便、無長度限制。缺點是測量信號中增加了由優點是測量方便、無長度限制。缺點是測量信號中增加了由回轉運動轉變為直線運動的傳動鏈誤差，從而影響了

7、測量精度。回轉運動轉變為直線運動的傳動鏈誤差，從而影響了測量精度。 表表6-1 6-1 常用位置檢測裝置常用位置檢測裝置 數字式數字式模擬式模擬式旋轉式旋轉式圓光柵、圓光柵、光電編碼器光電編碼器旋轉旋轉(多極多極)變壓器、圓型感應同步器變壓器、圓型感應同步器直線式直線式直線光柵直線光柵、編碼尺、編碼尺直線型感應同步器直線型感應同步器、磁柵、絕對式磁尺、磁柵、絕對式磁尺 第二節 光電編碼器 光電編碼器也稱脈沖編碼器光電編碼器也稱脈沖編碼器，是一種旋轉式脈沖發，是一種旋轉式脈沖發生器，能把機械轉角變成電脈沖，是數控機床上使用很生器，能把機械轉角變成電脈沖，是數控機床上使用很廣泛的位置檢測裝置。脈沖

8、編碼器可分為增量式與絕對廣泛的位置檢測裝置。脈沖編碼器可分為增量式與絕對式兩類。式兩類。 一、增量式脈沖編碼器一、增量式脈沖編碼器 增量式脈沖編碼器分光電式、接觸式和電磁感應式增量式脈沖編碼器分光電式、接觸式和電磁感應式三種。就精度和可靠性來講，光電式脈沖編碼器優于其三種。就精度和可靠性來講，光電式脈沖編碼器優于其它兩種，它的型號是用脈沖數它兩種，它的型號是用脈沖數/轉（轉（p/r）來區分，數控來區分，數控機床常用機床常用2000、2500、3000p/r等，現在已有每轉發等，現在已有每轉發10萬個脈沖的脈沖編碼器。萬個脈沖的脈沖編碼器。脈沖編碼器除用于角度檢測外，脈沖編碼器除用于角度檢測外，

9、還可以用于速度檢測還可以用于速度檢測。 第二節 光電編碼器 光電式脈沖編碼器通常與電機做在一起，或者安裝光電式脈沖編碼器通常與電機做在一起，或者安裝在電機非軸伸端，電動機可直接與滾珠絲杠相連，或通在電機非軸伸端，電動機可直接與滾珠絲杠相連，或通過減速比為過減速比為i的減速齒輪，然后與滾珠絲杠相連，那么每的減速齒輪，然后與滾珠絲杠相連，那么每一個脈沖對應機床工作臺移動的距離可用下式計算一個脈沖對應機床工作臺移動的距離可用下式計算： 式中式中 脈沖當量（脈沖當量（mm/脈沖）；脈沖）； S滾珠絲杠的導程（滾珠絲杠的導程（mm）；）； i減速齒輪的減速比；減速齒輪的減速比； M脈沖編碼器每轉的脈沖數

10、（脈沖編碼器每轉的脈沖數（p/r）。）。iMS 第二節 光電編碼器 光電式脈沖編碼器，它由光源、聚光鏡、光電盤、光電式脈沖編碼器，它由光源、聚光鏡、光電盤、圓盤、光電元件和信號處理電路等組成（圓盤、光電元件和信號處理電路等組成（圖圖6-1）。光電盤是用）。光電盤是用玻璃材料研磨拋光制成，玻璃表面在真空中鍍上一層不透光的鉻，玻璃材料研磨拋光制成，玻璃表面在真空中鍍上一層不透光的鉻，然后用照相腐蝕法在上面制成向心透光窄縫。透光窄縫在圓周上然后用照相腐蝕法在上面制成向心透光窄縫。透光窄縫在圓周上等分，其數量從幾百條到幾千條不等。圓盤也用玻璃材料研磨拋等分，其數量從幾百條到幾千條不等。圓盤也用玻璃材料

11、研磨拋光制成，其透光窄縫為兩條，每一條后面安裝有一只光電元件。光制成，其透光窄縫為兩條，每一條后面安裝有一只光電元件。光電盤與工作軸連在一起光電盤與工作軸連在一起 ，光電盤轉動時，每轉過一個縫隙就發，光電盤轉動時，每轉過一個縫隙就發生一次光線的明暗變化，光電元件把通過光電盤和圓盤射來的忽生一次光線的明暗變化，光電元件把通過光電盤和圓盤射來的忽明忽暗的光信號轉換為近似正弦波的電信號，經過整形、放大、明忽暗的光信號轉換為近似正弦波的電信號，經過整形、放大、和微分處理后，輸出脈沖信號。通過記錄脈沖的數目，就可以測和微分處理后，輸出脈沖信號。通過記錄脈沖的數目，就可以測出轉角。測出脈沖的變化率，即單位

12、時間脈沖的數目，就可以求出轉角。測出脈沖的變化率，即單位時間脈沖的數目，就可以求出速度。出速度。 第二節 光電編碼器 數數字字顯顯示示 信信號號處處理理電電路路 光光電電盤盤 圓圓盤盤 光光電電元元件件 聚聚光光鏡鏡 光光源源 圖圖6-1 光電式脈沖編碼器結構示意圖光電式脈沖編碼器結構示意圖 第二節 光電編碼器 為了判斷旋轉方向，圓盤的兩個窄縫距離彼此錯開為了判斷旋轉方向，圓盤的兩個窄縫距離彼此錯開1/4節距，使兩個光電元件輸出信號相位差節距，使兩個光電元件輸出信號相位差900。如圖。如圖6-2所示，所示，A、B信號為具有信號為具有900相位差的正弦波，經放大和相位差的正弦波，經放大和整形變為

13、方波整形變為方波A1、B1。 設設A相比相比B相超前時為正方向旋轉，則相超前時為正方向旋轉，則B相超前相超前A相相就是負方向旋轉，利用就是負方向旋轉，利用A相與相與B相的相位關系可以判別相的相位關系可以判別旋轉方向。此外，在光電盤的里圈不透光圓環上還刻有旋轉方向。此外，在光電盤的里圈不透光圓環上還刻有一條透光條紋，用以產生每轉一個的零位脈沖信號，它一條透光條紋，用以產生每轉一個的零位脈沖信號，它使軸旋轉一周在固定位置上產生一個脈沖。使軸旋轉一周在固定位置上產生一個脈沖。 第二節 光電編碼器 電流電流A B節距節距t A1 B1 900圖圖6-2 脈沖編碼器輸出波形脈沖編碼器輸出波形 第二節 光

14、電編碼器1A1A1A 在數控機床上，光電脈沖編碼器作為位置檢測裝置，用在在數控機床上，光電脈沖編碼器作為位置檢測裝置，用在數字比較伺服系統中，將位置檢測信號反饋給數字比較伺服系統中，將位置檢測信號反饋給CNC裝置。裝置。 圖圖6-3所示為辨向環節框圖和波形圖。脈沖編碼器輸出的所示為辨向環節框圖和波形圖。脈沖編碼器輸出的交變信號交變信號 經過差分驅動和差分接收進入經過差分驅動和差分接收進入CNC裝置，裝置，再經過整形放大電路變成二個方波系列再經過整形放大電路變成二個方波系列 。將。將 和它的反向和它的反向信號信號 微分（上升沿微分）后得到微分（上升沿微分）后得到 和和 脈沖系列，作為加、脈沖系列

15、，作為加、減計數脈沖。減計數脈沖。 路方波信號被用作加、減計數脈沖的控制信號，路方波信號被用作加、減計數脈沖的控制信號，正走時（正走時（A超前超前B），），由由Y2門輸出加計數脈沖，此時門輸出加計數脈沖，此時Y1門輸出為門輸出為低電平（圖低電平（圖6-3 ）；反走時（）；反走時（B超前超前A），），由由Y1門輸出減計數脈門輸出減計數脈沖，此時沖，此時Y2門輸出為低電平。這種讀數方式每次反映的都是相門輸出為低電平。這種讀數方式每次反映的都是相對于上一次讀數的增量，而不能反映轉軸在空間的絕對位置，對于上一次讀數的增量，而不能反映轉軸在空間的絕對位置，所以是增量讀數法。所以是增量讀數法。 BBAA、

16、11BA、1A1B 第二節 光電編碼器 光電脈沖編碼器用于數字脈沖比較伺服系統光電脈沖編碼器用于數字脈沖比較伺服系統(圖圖6-4)的工作原理如下：光電脈沖編碼器與伺服電機的轉軸連接，隨著的工作原理如下：光電脈沖編碼器與伺服電機的轉軸連接，隨著電機的轉動產生脈沖序列，其脈沖的頻率將隨著轉速的快慢而升電機的轉動產生脈沖序列，其脈沖的頻率將隨著轉速的快慢而升降。若工作臺靜止，指令脈沖和反饋脈沖都為零，兩路脈沖送入降。若工作臺靜止，指令脈沖和反饋脈沖都為零，兩路脈沖送入數字脈沖比較器中進行比較，結果輸出也為零。因伺服電機的速數字脈沖比較器中進行比較，結果輸出也為零。因伺服電機的速度給定為零，工作臺依然

17、不動。隨著指令脈沖的輸出，指令脈沖度給定為零，工作臺依然不動。隨著指令脈沖的輸出，指令脈沖不為零，在工作臺尚未移動之前，反饋脈沖仍為零，比較器輸出不為零，在工作臺尚未移動之前，反饋脈沖仍為零，比較器輸出指令信號與反饋信號的差值，經放大后，驅動電機帶動工作臺移指令信號與反饋信號的差值，經放大后，驅動電機帶動工作臺移動。電機運轉后，光電脈沖編碼器將輸出反饋脈沖送入比較器，動。電機運轉后，光電脈沖編碼器將輸出反饋脈沖送入比較器，與指令脈沖進行比較，如果偏差不為零，工作臺繼續移動，不斷與指令脈沖進行比較，如果偏差不為零，工作臺繼續移動，不斷反饋，直到偏差為零，即反饋脈沖數等于指令脈沖數時，工作臺反饋，

18、直到偏差為零，即反饋脈沖數等于指令脈沖數時，工作臺停在指令規定的位置上。停在指令規定的位置上。 第二節 光電編碼器差分整形放大Y1微分差分整形放大Y21微分減計數加計數AABB1B1A1A1A1Aabcde圖圖6-3 辨向環節框圖和波形圖辨向環節框圖和波形圖 第二節 光電編碼器圖圖6-3 辨向環節框圖和波形圖辨向環節框圖和波形圖1A1B1A1A1A1Y1B1A2Y1B1A 第二節 光電編碼器 放 大 環 節 指 令 信 號 比 較 器 伺 服 電 機 反 饋 信 號 工 作 臺 圖圖6-4 數字比較伺服系統數字比較伺服系統 第二節 光電編碼器 二、絕對式編碼器二、絕對式編碼器 絕對式編碼器是一

19、種旋轉式檢測裝置，可直接絕對式編碼器是一種旋轉式檢測裝置，可直接把被測轉角用數字代碼表示出來，且每一個角度位把被測轉角用數字代碼表示出來，且每一個角度位置均有其對應的測量代碼，它能表示絕對位置，沒置均有其對應的測量代碼，它能表示絕對位置，沒有累積誤差，電源切除后，位置信息不丟失，仍能有累積誤差，電源切除后，位置信息不丟失，仍能讀出轉動角度。絕對式編碼器有光電式、接觸式和讀出轉動角度。絕對式編碼器有光電式、接觸式和電磁式三種，以接觸式四位絕對編碼器為例來說明電磁式三種，以接觸式四位絕對編碼器為例來說明其工作原理。其工作原理。 第二節 光電編碼器圖圖6-5 四位二進制編碼盤四位二進制編碼盤a) b

20、) 第二節 光電編碼器 如圖如圖6-5a所示為二進制碼盤。它在一個不導電基體上所示為二進制碼盤。它在一個不導電基體上作成許多金屬區使其導電，其中有剖面線部分為導電區，用作成許多金屬區使其導電，其中有剖面線部分為導電區，用“1”表表示；其它部分為絕緣區，用示；其它部分為絕緣區，用“0”表示。每一徑向，由若干同心圓組成表示。每一徑向，由若干同心圓組成的圖案代表了某一絕對計數值，通常，我們把組成編碼的各圈稱為的圖案代表了某一絕對計數值，通常，我們把組成編碼的各圈稱為碼道，碼盤最里圈是公用的，它和各碼道所有導電部分連在一起，碼道，碼盤最里圈是公用的，它和各碼道所有導電部分連在一起，經電刷和電阻接電源負

21、極。在接觸式碼盤的每個碼道上都裝有電刷，經電刷和電阻接電源負極。在接觸式碼盤的每個碼道上都裝有電刷，電刷經電阻接到電源正極（圖電刷經電阻接到電源正極（圖6-5b）。）。當檢測對象帶動碼盤一起轉當檢測對象帶動碼盤一起轉動時，電刷和碼盤的相對位置發生變化，與電刷串聯的電阻將會出動時，電刷和碼盤的相對位置發生變化，與電刷串聯的電阻將會出現有電流通過或沒有電流通過兩種情況。若回路中的電阻上有電流現有電流通過或沒有電流通過兩種情況。若回路中的電阻上有電流通過，為通過，為“1”；反之，電刷接觸的是絕緣區，電阻上無電流通過，為；反之，電刷接觸的是絕緣區，電阻上無電流通過，為“0”。如果碼盤順時針轉動，就可依

22、次得到按規定編碼的數字信號輸。如果碼盤順時針轉動，就可依次得到按規定編碼的數字信號輸出，圖示為出，圖示為4位二進制碼盤，根據電刷位置得到由位二進制碼盤，根據電刷位置得到由“1”和和“0”組成的二組成的二 進制碼，輸出為進制碼，輸出為0000、0001、00101111。 第二節 光電編碼器 由由圖圖6-5可以看出，碼道的圈數就是二進制的位數，且高可以看出，碼道的圈數就是二進制的位數，且高位在內，低位在外。其分辨角位在內，低位在外。其分辨角360o/24=22.5o，若是若是n位二進位二進制碼盤，就有制碼盤，就有n圈碼道，分辨角圈碼道，分辨角360o/2n，碼盤位數越大，所碼盤位數越大，所能分辨

23、的角度越小，測量精度越高。若要提高分辨力，就必須能分辨的角度越小，測量精度越高。若要提高分辨力，就必須增多碼道，即二進制位數增多。目前接觸式碼盤一般可以做到增多碼道，即二進制位數增多。目前接觸式碼盤一般可以做到9位二進制，光電式碼盤可以做到位二進制，光電式碼盤可以做到18位二進制。位二進制。 用二進制代碼做的碼盤，如果電刷安裝不準，會使得個用二進制代碼做的碼盤，如果電刷安裝不準，會使得個別電刷錯位，而出現很大的數值誤差。如圖別電刷錯位，而出現很大的數值誤差。如圖6-5a，當電刷由位當電刷由位置置0111向向1000過渡時，可能會出現從過渡時，可能會出現從8（1000）到）到15（1111）之）

24、之間的讀數誤差，一般稱這種誤差為非單值性誤差。為消除這種間的讀數誤差，一般稱這種誤差為非單值性誤差。為消除這種誤差，可采用葛萊碼誤差，可采用葛萊碼(格雷碼格雷碼)盤。盤。 第二節 光電編碼器 1000 1111 23 22 21 20 圖圖6-6 a葛萊碼盤葛萊碼盤 1000 1 3 2 6 7 4 12 13 14 15 10 11 9 0000 5 0 0001 0011 0010 0110 0111 0101 1001 1011 1010 1110 1111 1101 0100 1100 8 b 四位二進制碼盤非單值性誤差四位二進制碼盤非單值性誤差 第二節 光電編碼器 圖6-6為葛萊碼盤

25、，其各碼道的數碼不同時改變，任何兩個相鄰數碼間只有一位是變化的，每次只切換一位數，把誤差控制在最小范圍內。二進制碼轉換成葛萊碼的法則是：將二進制碼右移一位并舍去末位的數碼，再與二進制數碼作不進位加法，結果即為葛萊碼。 例如:二進制碼1101對應的葛萊碼為1011，其演算過程如下： 1101 （二進制碼） 1101（不進位相加，舍去末位） 1011 （葛萊碼）第二節 光電編碼器 碼盤分辨率與碼道的圈數碼盤分辨率與碼道的圈數n n有關，即：有關，即： 顯然，碼道的數目越多，分辨率也越高（可分辨顯然，碼道的數目越多，分辨率也越高（可分辨的角度越小）。的角度越小）。 示例示例 （P113例例） 編碼器

26、在數控機床中的應用編碼器在數控機床中的應用（自學自學P114）noa2360 第三節 光柵 一、光柵的種類一、光柵的種類 光柵種類較多。 按用途分為物理光柵和計量光柵，物理光柵通常用于光譜分析和光波波長測定；根據光線在光柵中是透射還是反射分為透射光柵和反射光柵，透射光柵分辨率較反射光柵高，其檢測精度可達1m以上；從形狀上看，又可分為圓光柵和直線光柵，圓光柵用于測量轉角位移，直線光柵用于檢測直線位移。兩者工作原理基本相似。本節著重介紹一種應用比較廣泛的透射式直線光柵。 直線光柵通常包括一長和一短兩塊配套使用，其中長的稱為標尺光柵或長光柵，一般固定在機床移動部件上，要求與行程等長。短的為指示光柵或

27、短光柵，裝在機床固定部件上。兩光柵尺是刻有均勻密集線紋的透明玻璃片，線紋密度為25、50、100、250條/mm等。線紋之間距離相等，該間距稱為柵距，測量時它們相互平行放置，并保持0.050.1mm的間隙。 第三節 光柵 二、工作原理二、工作原理 當指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋成一小角度放置當指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋成一小角度放置時，兩光柵尺上線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點附近時，兩光柵尺上線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點附近的小區域內黑線重疊，形成黑色條紋，其它部分為明亮條紋，的小區域內黑線重疊，形成黑色條紋，其它部分為明亮條紋，這種明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。莫爾

28、條紋與光柵線紋幾乎這種明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。莫爾條紋與光柵線紋幾乎成垂直方向排列。嚴格地說，是與兩片光柵線紋夾角的平分線成垂直方向排列。嚴格地說，是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。相垂直。莫爾條紋莫爾條紋具有如下具有如下特點特點： 1. 放大作用放大作用 用用B（mm）表示莫爾表示莫爾(黑白黑白)條紋的間距條紋的間距，W(mm)表示柵距，表示柵距， (rad)為光柵線紋之間的夾角，如圖為光柵線紋之間的夾角，如圖6 -7所示則有所示則有 莫爾條紋間距莫爾條紋間距B與與 角成反比，角成反比， 越小，越小，B及放大倍數越大。及放大倍數越大。 WWB sin 第三節 光柵BW標尺光柵圖圖6-7

29、 莫爾條紋莫爾條紋W指示光柵第三節 光柵 圖圖6-7 莫爾條紋莫爾條紋B標尺光柵第三節 光柵 第三節 光柵 2. 均化誤差作用均化誤差作用 莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如，莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如，200條條/mm的光柵，的光柵，10mm寬的光柵就由寬的光柵就由2000條線紋組成，條線紋組成，這樣柵距之間的固有相鄰誤差就被平均化了，消除了柵這樣柵距之間的固有相鄰誤差就被平均化了，消除了柵距之間不均勻造成的誤差。距之間不均勻造成的誤差。 3. 莫爾條紋的移動與柵距的移動成比例莫爾條紋的移動與柵距的移動成比例 當光柵尺移動一個柵距當光柵尺移動一個柵距W時，莫爾條紋也剛好移

30、動時，莫爾條紋也剛好移動了一個條紋寬度了一個條紋寬度B。只要通過光電元件測出莫爾條紋的只要通過光電元件測出莫爾條紋的數目，就可知道光柵移動了多少個柵距，工作臺移動的數目，就可知道光柵移動了多少個柵距，工作臺移動的距離可以計算出來。若光柵移動方向相反，則莫爾條紋距離可以計算出來。若光柵移動方向相反，則莫爾條紋移動方向也相反（見移動方向也相反（見圖圖6-7）。）。 三、光柵的辨向與信號處理三、光柵的辨向與信號處理( (應用應用) ) 若標尺光柵不動，將指示光柵轉一很小的角度，兩者移動若標尺光柵不動，將指示光柵轉一很小的角度，兩者移動方向及光柵夾角關系如表方向及光柵夾角關系如表6-16-1所示。因莫

31、爾條紋移動方向與光柵移所示。因莫爾條紋移動方向與光柵移動方向垂直，可用檢測垂直方向寬大的莫爾條紋代替光柵水平方向動方向垂直，可用檢測垂直方向寬大的莫爾條紋代替光柵水平方向移動的微小距離。移動的微小距離。 表表6-16-1莫爾條紋移動方向與光柵移動方向及光柵夾角的關系莫爾條紋移動方向與光柵移動方向及光柵夾角的關系 第三節 光柵指指 示示 光光 柵柵 轉轉 角角 方方 向向 標標 尺尺 光光 柵柵 移移 動動 方方 向向 莫莫 爾爾 條條 紋紋 移移 動動 方方 向向 逆 時 針 方 向 右 下 左 上 順 時 針 方 向 右 上 左 下 第三節 光柵 P1 P2 P3 P4 指 示 光 柵 標

32、尺 光 柵 硅 光 電 池 聚 光 鏡 光 源 圖圖6-8 光柵測量系統光柵測量系統 1、光柵測量系統光柵測量系統如圖如圖6-8所示，由光源、聚光鏡、所示，由光源、聚光鏡、光柵尺、光電元件和驅動線路組成。光柵尺、光電元件和驅動線路組成。 第三節 光柵 讀數頭光源采用普通的燈泡，發出輻射光線，讀數頭光源采用普通的燈泡，發出輻射光線，經過聚光鏡后變為平行光束，照射光柵尺。光電元件經過聚光鏡后變為平行光束，照射光柵尺。光電元件（常使用硅光電池）接受透過光柵尺光強信號，并將其（常使用硅光電池）接受透過光柵尺光強信號，并將其轉換成相應的電壓信號。由于此信號比較微弱，在長距轉換成相應的電壓信號。由于此信號

33、比較微弱，在長距離傳遞時，很容易被各種干擾信號淹沒，造成傳遞失真，離傳遞時，很容易被各種干擾信號淹沒，造成傳遞失真，驅動線路的作用就是將電壓信號進行電壓和功率放大。驅動線路的作用就是將電壓信號進行電壓和功率放大。 除標尺光柵固定在機床上外，光源、聚光鏡、指示除標尺光柵固定在機床上外，光源、聚光鏡、指示光柵、光電元件和驅動線路均裝在一個殼體內，作成一光柵、光電元件和驅動線路均裝在一個殼體內，作成一個單獨部件與工作臺一起移動，這個部件稱為光柵讀數個單獨部件與工作臺一起移動，這個部件稱為光柵讀數頭，又叫光電轉換器，其作用把光柵莫爾條紋的光信號頭，又叫光電轉換器，其作用把光柵莫爾條紋的光信號變成電信號

34、。變成電信號。 第三節 光柵 2、光柵位移數字轉換系統光柵位移數字轉換系統 當光柵移動一個柵距，莫爾條紋便移動一個條紋當光柵移動一個柵距，莫爾條紋便移動一個條紋寬度，假定我們開辟一個小窗口來觀察莫爾條紋的變化寬度，假定我們開辟一個小窗口來觀察莫爾條紋的變化情況，就會發現它在移動一個柵距期間明暗變化了一個情況，就會發現它在移動一個柵距期間明暗變化了一個周期，理論上光柵亮度變化是一個三角波形，但由于漏周期，理論上光柵亮度變化是一個三角波形，但由于漏光和不能達到最大亮度，被削頂削底后而近似一個正弦光和不能達到最大亮度，被削頂削底后而近似一個正弦波（見波（見圖圖6-9）。硅光電池將近似正弦波的光強信號

35、變）。硅光電池將近似正弦波的光強信號變為同頻率的電壓信號（見為同頻率的電壓信號（見圖圖6-10），經光柵位移），經光柵位移數字數字變換電路放大、整形、微分輸出脈沖。每產生一個脈沖，變換電路放大、整形、微分輸出脈沖。每產生一個脈沖，就代表移動了一個柵距那么大的位移，通過對脈沖計數就代表移動了一個柵距那么大的位移，通過對脈沖計數便可得到工作臺的移動距離。便可得到工作臺的移動距離。 第三節 光柵亮度 電壓 光柵位移 O 光柵位移O圖圖6-9 光柵的實際亮度變化光柵的實際亮度變化 圖圖6-10 光柵的輸出波形圖光柵的輸出波形圖 第三節 光柵 采用一個光電元件即只開一個窗口觀察，只能計數，卻無法采用一個

36、光電元件即只開一個窗口觀察，只能計數，卻無法判斷移動方向。因為無論莫爾條紋上移或下移，從一固定位置看判斷移動方向。因為無論莫爾條紋上移或下移，從一固定位置看其明暗變化是相同的。為了確定運動方向，至少要放置兩個光電其明暗變化是相同的。為了確定運動方向，至少要放置兩個光電元件，兩者相距元件，兩者相距1/4莫爾條紋寬度。當光柵移動時，莫爾條紋通莫爾條紋寬度。當光柵移動時，莫爾條紋通過兩個光電元件的時間不同，所以兩個光電元件所獲得的電信號過兩個光電元件的時間不同，所以兩個光電元件所獲得的電信號雖然波形相同，但相位相差雖然波形相同，但相位相差90o。根據兩光電元件輸出信號的超根據兩光電元件輸出信號的超前

37、和滯后，可以確定標尺光柵移動方向。前和滯后，可以確定標尺光柵移動方向。 增加線紋密度，能提高光柵檢測裝置的精度，但制造較困難，增加線紋密度，能提高光柵檢測裝置的精度，但制造較困難，成本高。在實際應用中，既要提高測量精度，同時又能達到自動成本高。在實際應用中，既要提高測量精度，同時又能達到自動辨向的目的，通常采用倍頻或細分的方法來提高光柵的分辨精度，辨向的目的，通常采用倍頻或細分的方法來提高光柵的分辨精度，如果在莫爾條紋的寬度內，放置四個光電元件，每隔如果在莫爾條紋的寬度內，放置四個光電元件，每隔1/4光柵柵光柵柵距產生一個脈沖，一個脈沖代表移動了距產生一個脈沖，一個脈沖代表移動了1/4柵距那么

38、大位移，分柵距那么大位移，分辨精度可提高四倍，這就是四倍頻方案。辨精度可提高四倍，這就是四倍頻方案。 第三節 光柵 圖圖6-11a中的中的P1、P2、P3、P4是四塊硅光電池，產生的是四塊硅光電池，產生的信號相位彼此相差信號相位彼此相差90o。P1、P3信號是相位差信號是相位差180o的兩個信號，接的兩個信號，接差動放大器放大，得正弦信號。同理，差動放大器放大，得正弦信號。同理，P2、P4信號送另一個差動放信號送另一個差動放大器，得到余弦信號。正弦和余弦信號經整形變成方波大器，得到余弦信號。正弦和余弦信號經整形變成方波A和和B，為為使每隔使每隔1/4節距都有脈沖，把節距都有脈沖，把A、B各自反

39、向一次得各自反向一次得C、D信號，信號，A、B、C、D信號再經微分變成窄脈沖信號再經微分變成窄脈沖A、B、C、D，即在正即在正走或反走時每個方波的上升沿產生窄脈沖，由與門電路把走或反走時每個方波的上升沿產生窄脈沖，由與門電路把0o、90o、180o、270o四個位置上產生的窄脈沖組合起來，根據不同的移動方四個位置上產生的窄脈沖組合起來，根據不同的移動方向形成正向或反向脈沖。正向運動時，用與門向形成正向或反向脈沖。正向運動時，用與門Y1Y4及或門及或門H1，得得到到AB+AD+CD+BC的四個輸出脈沖；反向運動時，用與門的四個輸出脈沖；反向運動時，用與門Y5Y8及或門及或門H2，得到得到BC+

40、CD+AD+ AB的四個輸出脈沖，的四個輸出脈沖，其波形見圖其波形見圖6-11b。 第三節 光柵Y6微分微分微分整形P1P2P4P3 差動 放 大器 差動放 大器整形反相反相Y1Y2Y3Y4Y5Y7Y8微分 B A D Ca)電路原理圖電路原理圖圖圖6-11 四倍頻辨向電路四倍頻辨向電路 第三節 光柵 sin cos A B C D A B C D 正向 相加AB+AD+CD+BC 反向 相加BC+CD+AD+AB 圖圖6-11 四倍頻辨向電路四倍頻辨向電路 b) 波形圖波形圖 (正向疊加正向疊加) 正反 第三節 光柵若光柵柵距若光柵柵距0.01mm,采用四倍頻辨向電路，則工作采用四倍頻辨向電

41、路，則工作臺每移動臺每移動0.0025mm，就會送出一個脈沖，即分辨率為就會送出一個脈沖，即分辨率為0.0025mm。由此可見，光柵檢測系統的分辨力不僅取由此可見，光柵檢測系統的分辨力不僅取決于光柵尺的柵距，還取決于鑒向倍頻的倍數。除四倍決于光柵尺的柵距，還取決于鑒向倍頻的倍數。除四倍頻以外，還有十倍頻、二十倍頻頻以外，還有十倍頻、二十倍頻(電路電路)等。等。 3、光柵的分辨率光柵的分辨率 分辨率分辨率=W/n 式中：式中：W為柵距，為柵距， n為電路鑒向細分的倍數為電路鑒向細分的倍數 第三節 光柵四、光柵的特點四、光柵的特點 1 1、檢測精度高；、檢測精度高； 2 2、響應速度快；、響應速度

42、快； 3 3、環境要求高；、環境要求高； 4 4、安裝、維護較難，成本較高。、安裝、維護較難，成本較高。五、光柵的應用五、光柵的應用 （P119） 第四節 感應同步器 一、結構與工作原理一、結構與工作原理 感應同步器感應同步器為電磁式檢測裝置，屬模擬式測量為電磁式檢測裝置，屬模擬式測量，其，其輸出電壓隨被測直線位移或角位移而改變。輸出電壓隨被測直線位移或角位移而改變。 感應同步器感應同步器按其結構特點一般分為按其結構特點一般分為直線式和旋轉式直線式和旋轉式兩種兩種： 直線式感應同步器直線式感應同步器由定尺和滑尺組成，用于直線位由定尺和滑尺組成，用于直線位移測量。移測量。 旋轉式感應同步器旋轉式

43、感應同步器由轉子和定子組成，用于角位移由轉子和定子組成，用于角位移測量。測量。 本節以直線式感應同步器為例本節以直線式感應同步器為例,介紹其介紹其結構結構和和工作原理工作原理 第四節 感應同步器 直線感應同步器其結構如圖直線感應同步器其結構如圖6-12所示，定尺和滑尺的基板所示，定尺和滑尺的基板采用與機床熱膨脹系數相近的鋼板制成，鋼板上用絕緣粘結劑采用與機床熱膨脹系數相近的鋼板制成，鋼板上用絕緣粘結劑貼有銅箔，并利用腐蝕的辦法做成圖示的印刷繞組。長尺叫定貼有銅箔，并利用腐蝕的辦法做成圖示的印刷繞組。長尺叫定尺，安裝在機床床身上，短尺為滑尺，安裝于移動部件上，兩尺，安裝在機床床身上，短尺為滑尺，

44、安裝于移動部件上，兩者平行放置，保持者平行放置，保持0.250.05mm間隙。間隙。 感應同步器兩個單元繞組之間的距離為節距，滑尺和定尺感應同步器兩個單元繞組之間的距離為節距，滑尺和定尺的節距均為的節距均為2 ，這是衡量感應同步器精度的主要參數。標準感，這是衡量感應同步器精度的主要參數。標準感應同步器定尺長應同步器定尺長250mm，滑尺長滑尺長100mm，節距為節距為2mm。定尺上定尺上是單向、均勻、連續的感應繞組，滑尺有兩組繞組，一組為正是單向、均勻、連續的感應繞組，滑尺有兩組繞組，一組為正弦繞組，另一為余弦繞組。當正弦繞組與定尺繞組對齊時，余弦繞組，另一為余弦繞組。當正弦繞組與定尺繞組對齊

45、時，余弦繞組與定尺繞組相差弦繞組與定尺繞組相差1/4節距。節距。 第四節 感應同步器 V2 定尺 滑尺 正弦繞組 Vs Vc 余弦繞組 圖圖6-12 直線感應同步器結構直線感應同步器結構 2 3 /4 第四節 感應同步器 當滑尺任意一繞組加交流激磁電壓時，由于電磁當滑尺任意一繞組加交流激磁電壓時，由于電磁感應作用，在定尺繞組中必然產生感應電壓，該感應電壓取決感應作用，在定尺繞組中必然產生感應電壓，該感應電壓取決于滑尺和定尺的相對位置。當只給滑尺上正弦繞組加勵磁電壓時，于滑尺和定尺的相對位置。當只給滑尺上正弦繞組加勵磁電壓時，定尺感應電壓與定、滑尺的相對位置關系如定尺感應電壓與定、滑尺的相對位置

46、關系如圖圖6-136-13所示所示. .如果滑尺如果滑尺處于處于A A位置，即滑尺繞組與定尺繞組完全對應重合，定尺繞組線圈位置，即滑尺繞組與定尺繞組完全對應重合，定尺繞組線圈中穿入的磁通最多，則定尺上的感應電壓最大。隨著滑尺相對定中穿入的磁通最多，則定尺上的感應電壓最大。隨著滑尺相對定尺做平行移動，穿入定尺的磁通逐漸減少，感應電壓逐漸減小。尺做平行移動，穿入定尺的磁通逐漸減少，感應電壓逐漸減小。當滑尺移到圖中當滑尺移到圖中B B點位置，與定尺繞組剛好錯開點位置，與定尺繞組剛好錯開1/41/4節距時，感應節距時，感應電壓為零。再移動至電壓為零。再移動至1/21/2節距處，即圖中節距處，即圖中C

47、C點位置時，定尺線圈中點位置時，定尺線圈中穿出的磁通最多，感應電壓最大，但極性相反。再移至穿出的磁通最多，感應電壓最大，但極性相反。再移至3/43/4節距，節距，即圖中即圖中D D點位置時，感應電壓又變為零，當移動一個節距位置如圖點位置時，感應電壓又變為零，當移動一個節距位置如圖中中E E點，又恢復到初始狀態，與點，又恢復到初始狀態，與A A點相同。點相同。 第四節 感應同步器 顯然，在定尺移動一個節距的過程中，感應電壓顯然，在定尺移動一個節距的過程中，感應電壓近似于余弦函數變化了一個周期，如圖近似于余弦函數變化了一個周期，如圖6-136-13中中ABCDEABCDE。 定 尺 滑 A 尺 B

48、241 位 C221 置 D243 E 2 E A V2 M N 正弦繞組 余弦繞組 B D C O P 圖圖6-13 感應電壓幅值與定尺滑尺相對位置關系感應電壓幅值與定尺滑尺相對位置關系 第四節 感應同步器 感應電壓的幅值變化規律就是一個周期性的余弦曲線。在一感應電壓的幅值變化規律就是一個周期性的余弦曲線。在一個周期內，感應電壓的某一幅值對應兩個位移點，如圖個周期內，感應電壓的某一幅值對應兩個位移點，如圖6-136-13中中M M、N N兩點。兩點。 為確定唯一位移，在滑尺上與正弦繞組錯開為確定唯一位移，在滑尺上與正弦繞組錯開1/41/4節距處，配節距處，配置了余弦繞組。同樣，若在滑尺的余弦

49、繞組中通以交流勵磁電壓，置了余弦繞組。同樣，若在滑尺的余弦繞組中通以交流勵磁電壓，也能得出定尺繞組感應電壓與兩尺相對位移的關系曲線，它們之也能得出定尺繞組感應電壓與兩尺相對位移的關系曲線，它們之間為正弦函數關系間為正弦函數關系( (圖圖6-136-13中中OP)OP)。若滑尺上的正、余弦繞組同時若滑尺上的正、余弦繞組同時勵磁，就可以分辨出感應電壓值所對應的唯一確定的位移。勵磁，就可以分辨出感應電壓值所對應的唯一確定的位移。 第四節 感應同步器 二、二、感應同步器的感應同步器的應用應用 感應同步器作為位置測量裝置安裝在數控機床上，它也有感應同步器作為位置測量裝置安裝在數控機床上，它也有兩種工作方

50、式兩種工作方式：鑒相式和鑒幅式鑒相式和鑒幅式。 1. 1. 鑒相型系統鑒相型系統 供給滑尺的正、余弦繞組的激磁信號是頻率、幅值相同，供給滑尺的正、余弦繞組的激磁信號是頻率、幅值相同，相位相差相位相差90900 0的交流勵磁電壓的交流勵磁電壓 根據疊加原理，定尺上的總感應電壓為根據疊加原理，定尺上的總感應電壓為 tmVcVtmVsV cossin )sin(2coscoscossin2 tmKVtmKVtmKVV 第四節 感應同步器式中式中 K K 耦合系數耦合系數( (比例常數比例常數) )； 勵磁電壓的幅值；勵磁電壓的幅值； 勵磁電壓的角頻率；勵磁電壓的角頻率； 與位移對應的角度。與位移對應

51、的角度。mV x 若設定尺繞組節距為若設定尺繞組節距為2 2 ，它對應的感應電壓以正弦函數變，它對應的感應電壓以正弦函數變化了，當滑尺移動距離為化了，當滑尺移動距離為 時時，則對應感應電壓以正弦函數變則對應感應電壓以正弦函數變化相位角。由比例關系化相位角。由比例關系 可得可得 22x xx 22 第四節 感應同步器 通過鑒別定尺感應輸出電壓的相位，即可測量定尺和通過鑒別定尺感應輸出電壓的相位，即可測量定尺和滑尺之間的相對位移。例如定尺感應輸出電壓與滑尺勵磁電壓滑尺之間的相對位移。例如定尺感應輸出電壓與滑尺勵磁電壓之間的相位差為之間的相位差為3.60，當節距，當節距=2mm的情況下，表明滑尺移動

52、了的情況下，表明滑尺移動了0.02mm。 鑒相式伺服系統鑒相式伺服系統利用相位比較原理進行工作利用相位比較原理進行工作,如如圖圖6-14 。 基準信號發生器輸出一系列一定頻率的基準脈沖信號（載波基準信號發生器輸出一系列一定頻率的基準脈沖信號（載波信號），為伺服系統提供一個相位比較基準。信號），為伺服系統提供一個相位比較基準。 脈沖調相器的作用是將來自數控裝置的進給脈沖信號轉換為脈沖調相器的作用是將來自數控裝置的進給脈沖信號轉換為相位變化的信號相位變化的信號，圖圖6-156-15為其原理組成框圖。在脈沖調相器中，為其原理組成框圖。在脈沖調相器中，由基準信號發生器產生的基準脈沖信號分成兩路，一路直

53、接輸入由基準信號發生器產生的基準脈沖信號分成兩路，一路直接輸入分頻器分頻器1 1，它為，它為1/1/N N分頻的二進制計數器，稱為基準分頻通道。分頻的二進制計數器，稱為基準分頻通道。指指令令相相位位第四節 感應同步器基準相位基準相位放大放大整形整形濾波濾波基準信號發生器基準信號發生器脈沖調相器脈沖調相器鑒相器鑒相器放大器放大器激磁激磁供電供電線路線路伺服伺服電機電機速度速度控制控制單元單元滑尺滑尺 定尺定尺 機床機床VsVc+x-x圖圖6-14 感應同步器鑒相測量系統框圖感應同步器鑒相測量系統框圖01 第四節 感應同步器 分配器分配器1（1/N）（基準分頻通道）基準分頻通道） 分配器分配器2（

54、1/N） （調相分頻通道）調相分頻通道） 脈沖脈沖 加減器加減器基準信號基準信號發生器發生器勵磁信號勵磁信號 指令信號指令信號+x-x圖圖6-15 脈沖調相器脈沖調相器系統框圖系統框圖 第四節 感應同步器 為適應感應同步器滑尺的兩勵磁繞組供電的要求，為適應感應同步器滑尺的兩勵磁繞組供電的要求，該通道輸出兩路幅值相等、頻率相同、相位相差該通道輸出兩路幅值相等、頻率相同、相位相差90900 0的脈沖信號，的脈沖信號，經激磁供電線路變成正、余弦信號給滑尺正弦、余弦繞組勵磁。經激磁供電線路變成正、余弦信號給滑尺正弦、余弦繞組勵磁。另一路先經過脈沖加減器，再進入分頻器另一路先經過脈沖加減器，再進入分頻器

55、2 2，該分頻器也為，該分頻器也為1/1/N N分分頻二進制計數器，稱為調相分頻通道。調相分頻通道的任務是將頻二進制計數器，稱為調相分頻通道。調相分頻通道的任務是將指令脈沖信號調制成與基準脈沖有一定關系的輸出脈沖信號，其指令脈沖信號調制成與基準脈沖有一定關系的輸出脈沖信號，其相位差大小和極性與指令脈沖有關。上述兩個分頻器均為相位差大小和極性與指令脈沖有關。上述兩個分頻器均為1/1/N N分分頻，即當輸入頻，即當輸入N N個計數脈沖后產生一個溢出脈沖。個計數脈沖后產生一個溢出脈沖。 當指令脈沖為零時，調相分頻通道輸出信號和基準脈沖信號當指令脈沖為零時，調相分頻通道輸出信號和基準脈沖信號相位相同，

56、兩者相位差為零。相位相同，兩者相位差為零。 第四節 感應同步器 當有一正向指令脈沖通過脈沖加減器，使得輸入到調相當有一正向指令脈沖通過脈沖加減器，使得輸入到調相分頻通道的脈沖個數增加一個，結果該分頻器產生溢出脈沖的時分頻通道的脈沖個數增加一個，結果該分頻器產生溢出脈沖的時刻提前產生。因此，在指令脈沖作用下，調相分頻通道輸出脈沖刻提前產生。因此，在指令脈沖作用下，調相分頻通道輸出脈沖與基準脈沖有一個相位差與基準脈沖有一個相位差1 1，且且1 11 10 0，0 0為基準為基準信號發生器的基準相位；信號發生器的基準相位；1 1為指令信號相位；為指令信號相位；1 1的大小取決于的大小取決于指令脈沖數

57、，其隨時間變化的快慢取決于指令脈沖頻率，而其相指令脈沖數，其隨時間變化的快慢取決于指令脈沖頻率，而其相對于對于0 0的超前與滯后，則取決于指令脈沖進給方向。的超前與滯后，則取決于指令脈沖進給方向。 如果感應同步器的節距為如果感應同步器的節距為2 2mmmm，脈沖當量選定為脈沖當量選定為=0.001mm=0.001mm，一個脈沖對應的相移角一個脈沖對應的相移角1 1為為: :18. 036021 第四節 感應同步器 數控裝置每發一個進給脈沖，經脈沖調相器變為超前數控裝置每發一個進給脈沖，經脈沖調相器變為超前基準信號一個基準信號一個0.180.180 0相移角的信號，相移角的信號， 即即1 1=

58、=1 1- -0 0=0.18=0.180 0。 此時因工作臺未動，反饋信號相對于基準信號的相位差此時因工作臺未動，反饋信號相對于基準信號的相位差 2 2= =2 2- -0 0=0=0（2 2為定尺繞組上作為反饋信號所取的感應電壓為定尺繞組上作為反饋信號所取的感應電壓U U2 2的相位）。的相位）。鑒相器將鑒相器將1 12 2 =0.18 =0.180 0的相位差檢測出來，經放大的相位差檢測出來，經放大后控制伺服電動機帶動工作臺移動。隨著工作臺的移動，后控制伺服電動機帶動工作臺移動。隨著工作臺的移動，2 2逐逐漸增大，相位差漸增大，相位差逐漸減少，直至逐漸減少，直至0 0。 第四節 感應同步

59、器 2. 2. 鑒幅式系統鑒幅式系統 供給滑尺上正、余弦繞組的勵磁電壓的頻率相同、相位相同供給滑尺上正、余弦繞組的勵磁電壓的頻率相同、相位相同但幅值不同。但幅值不同。 式中式中 給定的電氣角。給定的電氣角。 則在定尺繞組產生的總感應電壓為則在定尺繞組產生的總感應電壓為 式中式中 與位移對應的角度與位移對應的角度tmVcVtmVsV sincossinsin sinsincoscossinsin2tKVtKVVmmtKVmsinsin 第四節 感應同步器 鑒幅式伺服系統是以位置檢測信號的幅值大小來反映機鑒幅式伺服系統是以位置檢測信號的幅值大小來反映機械位移的數值，并以此作為位置反饋信號與指令信號進行比械位移的數值，并以此作為位置反饋信號與指令信號進行比較構成閉環伺服系統。較構成閉環伺服系統。 由上式可知，若電氣角由上式可知，若電氣角已知，只要測出已知，只要測出V V2 2的幅值，便能的幅值，便能求出與位移對應的角度求出與位移對應的角度。實際測量時，不斷調整實際測量時，不斷調整 ，讓幅讓幅值為零。設初始位置時，值為零。設初始位置時， = = ，V V2 20 0，當滑尺相對定尺當滑尺相對定尺移動后，隨著移動后，隨著不斷增加，不斷增加， ，V V2 2 0 0