主要內容:光柵傳感器編碼器感應同步器概述數字式傳感器能夠將非電量轉換為數字量，這樣就不需要A/D轉換，直接用數字顯示。與模擬傳感器相比有以下優點：測量精度和分辨率高，穩定性好，抗干擾能力強，便于與微機接口，適宜遠距離傳輸

光柵傳感器主要用于長度和角度的精密測量以及數控系統的位置檢測等，在坐標儀和數控機床的伺服系統中有著廣泛的應用。長光柵用于長度或直線位移的測量，刻線相互平行；圓光柵用來測量角度或角位移，在圓盤玻璃上刻線；11.1光柵式傳感器

1.計量光柵的種類

光柵按照工作原理和用途，可分為物理光柵和計量光柵。物理光柵利用光柵的衍射現象，主要用于光譜分析和光波波長的檢驗。計量光柵利用光柵的莫爾條紋現象，主要用于線位移和角位移的檢測。光柵放大圖

結構：明暗相間、等間距分布的細小條紋a+b=w稱為光柵的柵距，也稱光柵常數。11.1光柵式傳感器

1.計量光柵的種類11.1光柵式傳感器2.莫爾條紋

莫爾條紋的形成是由兩塊光柵的遮光和透光效應形成的。11.1光柵式傳感器2.莫爾條紋

如果兩個光柵柵距相等，W=0.02mm，其夾角θ=0.1°，莫爾條紋的寬度B=11.43㎜，那么莫爾條紋的放大倍數K=？

莫爾條紋測位移具有以下三個方面的特點：位移放大作用

運動對應關系誤差平均效應11.1光柵式傳感器

3.光柵傳感器（原理）

光柵傳感器作為一個完整的測量裝置包括光柵讀數頭、光柵數顯表兩大部分。光柵讀數頭利用光柵原理把輸入量（位移量）轉換成響應的電信號；光柵數顯表實現細分、辯相和顯示功能。11.1光柵式傳感器3.光柵傳感器光柵讀數頭光柵傳感器構成原理

可分為整形放大電路、細分電路、辯相電路及數字顯示電路。相距B/4放置2個光電元件(見p199)

11.1光柵式傳感器3.光柵傳感器光柵數顯表分辨率的大小？如何提高分辨率11.1光柵式傳感器

3.光柵傳感器光柵數顯表辨向電路原理框圖辨向電路各點波形

四倍頻細分電路原理框圖11.1光柵式傳感器3.光柵傳感器

細分與末分比較11.2編碼器

將機械轉動的模擬量（位移）轉換以數字代碼形式表示的電信號，具有高精度、高分辨率和高可靠性被廣泛用于各種位移的測量。編碼器可分為脈沖盤式（增量編碼器）和碼盤式（絕對編碼器）編碼器脈沖盤式（增量編碼器）碼盤式（絕對編碼器）接觸式編碼器電磁式編碼器光電式編碼器11.2編碼器（光電式）

分辨率的大小？有時會產生粗大誤差，為什么？

采用二進制編碼，任何微小的制作誤差，都可能造成讀數的粗大誤差。為了消除誤差可以采用循環碼來代替二進制碼。十進制數二進制碼循環碼十進制數二進制碼循環碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000

11.2編碼器（光電式）它有以下特點:①n位循環碼碼盤,具有2n種不同編碼,最小角度分辨力為θ1=360°/2n.②循環碼碼盤轉到相鄰區域時,編碼中只有一位發生變化.因此不會產生粗誤差,即可以把誤差控制在±1個字之內;③循環碼為無權碼,沒有累積誤差如果想將精度作的很高，需要采用雙盤編碼器11.2編碼器（光電式）11.3感應同步器

感應同步器是利用兩個平面型印刷電路繞組的互感隨相對位置不同而變化的原理，將直線位移或角位移轉換成電信號。這類繞組類似變壓器的原邊繞組和副邊繞組，所以又稱為平面變壓器。

感應同步器可分為直線型和旋轉型，分別用于直線位移和角位移的測量。

V2

定尺

滑尺

正弦繞組

Vs

Vc

余弦繞組

11.3.1感應同步器（長感應同步器）11.3.1感應同步器（圓感應同步器）11.3.2信號的處理方式信號的處理方式可分為鑒相和鑒頻(鑒相方式)

劃尺的正余弦在空間位置上錯開1/4標尺的節距，激勵時加上等幅等頻，相位差為900的交流電壓，即分別以sinwt和coswt來激勵，根據感應電勢的相位來鑒別位移量，故叫做鑒相型。當正弦繞組單獨激勵時，激勵電壓，感應電勢為當正弦繞組單獨激勵時，激勵電壓，感應電勢為根據疊加原理可以得到總的感應其中

11.3.2信號的處理方式11.3.2信號的處理方式（鑒幅方式）當正弦繞組單獨激勵時，激勵電壓，感應電勢為當正弦繞組單獨激勵時，激勵電壓，感應電勢為根據疊加原理可以得到總的感應

滑尺定尺機床

Vs