第六章位置检测技术
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《传感器与检测技术》高教(4版) 第六章
差动变压器位移计
当铁芯处于中间位置时，输出电压: UU 21 U 220
当铁芯向右移动时，则输出电压: UU 21 U 220
当铁芯向左移动时，则输出电压: UU 21 U 220
输出电压的方向反映了铁芯的运动方向，大小反映了铁 芯的位移大小。
差动变压器位移计
输出特性如图所示。
差动变压器位移计
角度的精密测量。 光栅的基本结构
1、光栅：光栅是在透明的玻璃上刻有大量平行等宽等 距的刻线构成的，结构如图。
设其中透光的缝宽为a，不透光的缝宽为b，
一般情况下，光栅的透光缝宽等于不透光
的缝宽，即a = b。图中d = a + b 称为光
栅栅距（也称光栅节距或称光栅常数）。
光栅位移测试
2、光栅的分类
1、激光的特性
（1）方向性强
（2）单色性好
（3） 亮度高
（4） 相干性好
2、激光器
按激光器的工作物质可分为以下几类： （1）固体激光器：常用的有红宝石激光器、钕玻 璃激光器等。
（2）气体激光器：常用的为氦氖激光器、二氧化 碳激光器、一氧化碳激光器等。
激光式传感器
（3） 液体激光器：液体激光器分为无机液体激光器 和有机液体激光器等。
数小，对铜的热电势应尽可能小，常用材料有： 铜镍合金类、铜锰合金类、镍铬丝等。 2、骨架：
对骨架材料要求形状稳定表面绝缘电阻高， 有较好的散热能力。常用的有陶瓷、酚醛树脂 和工程塑料等。 3、电刷：
电刷与电阻丝材料应配合恰当、接触电势 小，并有一定的接触压力。这能使噪声降低。
电位器传感器
电位计式位移传感器
6.2.2 差动变压器位移计结构
1-测头； 2-轴套； 3-测杆； 4-铁芯；5-线圈架； 6-导线； 7-屏蔽筒；8-圆片弹簧；9-弹簧； 10-防尘罩
机械工程测试技术基础第6章位移测量
2、非接触式轮廓仪
国家标准中规定的评定 基准为轮廓中线，
有
1、最小二乘中线
n
yi2 min
i 1
2、算术平均中线。中 线上下部分所包含的轮 廓面积相等(常用)
n
n
Fi Fi'
i 1
i 1
表面粗糙度的高度评定 参数：
轮廓算术平均偏差:
Ra
1 l
l 0
y
dx
n
或 ( yi ) / n i 1
位移测量方法
位移测量包括线位移测量和角位移测量。位 移测量的方法多种多样，常用的有下述几种。
（1）积分法 （2）回波法 （3）线位移和角位移相互转换 （4）位移传感器法
（1）积分法
测量运动体的速度或加速度，经 过积分或二次积分求得运动体的位移。
例如在惯性导航中，就是通过测 量载体的加速度，经过二次积分而求得 载体的位移。
图 正余弦旋转变压器
当输出绕组接有负载时，就有电流通过输出绕组并产 生电枢反应磁通，使气隙中磁场发生畸变，输出电压 亦产生变化。为了减小这种变化，应将辅助绕组 D3D4短接，或在两输出绕组上接对称负载。为提高 旋转变压器的精确度，其负载阻抗应尽量大。
6.3 位移测量应用实例 1．回轴轴误差运动的测量 回转轴误差运动是指在回转过程中回转轴线偏离理想位置而 出现的附加运动。 径向误差运动的常用测量方法
分辨力高，寿命长， 后续电路较复杂
测量范围宽，使用方 便可靠，寿命长，动 态性能较差
结构简单，耐油污、
水，被测对象材料，
<3%
灵敏度不同，线性范
围须重校
变面
电
积
容
式
变间
隙
(10-3 ~10)mm
第6章-暂态地电压检测技术
第六章暂态地电压局部放电检测技术第一节暂态地电压检测技术概述一、暂态地电压检测技术的发展历程暂态地电压检测技术（又称为TEV，Transient Earth Voltage）最早是由英国的Dr. John Reeves于1974年首次提出，他发现电力设备部局部放电脉冲激发的电磁波能在设备金属壳体上产生一个瞬时的对地电压，这些瞬时的电压脉冲可在设备外表面安装一个特制的电容传感器所检测到，从而判断设备部绝缘状态。
当时的英国国家配电行业研究中心（EA Technology公司的前身）基于此原理，陆续研制开发了PDL1、UltraTEV、UltraTEV Plus等一系列暂态地电压检测仪器，在英国的电网公司得到了广泛使用，并逐步被全世界其它电网公司采用。
国的电网公司于2005年前后陆续开始引入暂态地电压检测技术，一些科研院校和设备制造企业也开始相关研究与研制工作。
目前，暂态地电压检测技术已经有30 多年的现场应用经验，成为电力设备绝缘类缺陷简单有效、使用广泛的带电检测技术。
二、暂态地电压检测技术适用性暂态地电压检测技术是一种检测电力设备部绝缘缺陷的技术，广泛应用于开关柜、环网柜、电缆分支箱等配电设备的部绝缘缺陷检测。
但由于暂态地电压脉冲必须通过设备金属壳体间的间断处由表面传至外表面方可被检测到，因此该检测技术不适用于金属外壳完全密封的电力设备（如：部分GIS、C-GIS等）。
放电模型模拟试验研究结果表明，暂态暂态地电压检测技术对尖端放电、电晕放电和绝缘子部放电比较敏感，检测效果较好，而对沿面放电、绝缘子表面放电不敏感（见表 6.1），因此，在电力设备绝缘缺陷检测时，暂态暂态地电压检测技术常常与超声波检测技术一起使用。
目前，暂态地电压检测主要以带电检测方式为主，采用手持式仪器对电力设备部放电进行检测；部分仪器配置两个暂态地电压传感器，可通过时差法对局放源进行定位；对于需要连续监测电力设备部放电的场合，也可采用固定安装方式，实施在线监测。
第六章路面平整度检测共24页文档
⑤系统工作环境温度：0~60℃。 三、方法与步骤 1、准备工作 2、测试步骤
⑴测试开始之前应让测试车以测试速度行驶5~10km，按照设 备使用说明规定的预热时间对测试系统进行预热。 ⑵测试车停在测试起点前50~100m处，启动平整度测试系统程 序，按照设备操作手册的规定和测试路段的现场技术要求设 置完毕所需的测试状态。 ⑶驾驶员应按照设备操作手册要求的测试速度范围驾驶测试 车，宜在50~80km/h之间，避免急加速和急减速，急弯路段应 放慢车速，沿正常行车轨迹驶入测试路段。
二、仪器、材料
3m直尺、楔形塞尺（深度尺 ）、其他：皮尺或钢尺、粉笔等
第二节 T0931-2019 三米直尺测定平整度
三、方法步骤 1、准备工作 （1）选择测试路段 （2）在测试路段路面上选择测试点，用粉笔在路面上作好标记： a.当为沥青路面施工过程中的质量检测时，测试地点应选在接
缝处，以单杆测定评定；除高速公路以外，可用于其它等级 公路路基路面工程质量检查验收或进行路况评定，每200m测2 处，每处连续测量10尺。 b.除特殊需要者外，应以行车道一侧车轮轮迹（距车道线 0.8～1.0m）作为连续测定的标准位置。 c.对旧路已形成车辙的路面，应取车辙中间位置为测定位置。 （3）清扫路面测定位置的污物
后两组轮的轴间距离为3m。机架中间有一个能起落的测定轮。 机架上装有蓄电源及可拆卸的检测箱，检测箱可采用显示、 记录、打印或绘图等方式输出测试结果。测定轮上装有位移 传感器、距离传感器等，自动采集位移数据时，测定间距为 10cm，每一计算区间的长度为100m，100m输出一次结果。 2、牵引车：小面包车或其他小型牵引汽车。 3、皮尺或测绳等。
第四节 T 0933-2019车载式颠簸累积仪法
（3）驾驶员在进入测试路段前应保持车速在规定的测试速度 范围内，沿正常行车轨迹驶入测试路段。
⑴测试开始之前应让测试车以测试速度行驶5~10km，按照设 备使用说明规定的预热时间对测试系统进行预热。 ⑵测试车停在测试起点前50~100m处，启动平整度测试系统程 序，按照设备操作手册的规定和测试路段的现场技术要求设 置完毕所需的测试状态。 ⑶驾驶员应按照设备操作手册要求的测试速度范围驾驶测试 车，宜在50~80km/h之间，避免急加速和急减速，急弯路段应 放慢车速，沿正常行车轨迹驶入测试路段。
二、仪器、材料
3m直尺、楔形塞尺（深度尺 ）、其他：皮尺或钢尺、粉笔等
第二节 T0931-2019 三米直尺测定平整度
三、方法步骤 1、准备工作 （1）选择测试路段 （2）在测试路段路面上选择测试点，用粉笔在路面上作好标记： a.当为沥青路面施工过程中的质量检测时，测试地点应选在接
缝处，以单杆测定评定；除高速公路以外，可用于其它等级 公路路基路面工程质量检查验收或进行路况评定，每200m测2 处，每处连续测量10尺。 b.除特殊需要者外，应以行车道一侧车轮轮迹（距车道线 0.8～1.0m）作为连续测定的标准位置。 c.对旧路已形成车辙的路面，应取车辙中间位置为测定位置。 （3）清扫路面测定位置的污物
后两组轮的轴间距离为3m。机架中间有一个能起落的测定轮。 机架上装有蓄电源及可拆卸的检测箱，检测箱可采用显示、 记录、打印或绘图等方式输出测试结果。测定轮上装有位移 传感器、距离传感器等，自动采集位移数据时，测定间距为 10cm，每一计算区间的长度为100m，100m输出一次结果。 2、牵引车：小面包车或其他小型牵引汽车。 3、皮尺或测绳等。
第四节 T 0933-2019车载式颠簸累积仪法
（3）驾驶员在进入测试路段前应保持车速在规定的测试速度 范围内，沿正常行车轨迹驶入测试路段。
数控机床电气控制第六章
第六章 检测装置
6.5 光栅 6.5.1 光栅结构与工作原理 无论是长光栅或圆光栅，主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。通常，标尺光栅固定在机床活动部 件（如工作台或丝杠）上，光栅读数头安装在机床的固定部件（如机床底座）上，两者由于工作台的移动而 雨相对移动。在光栅读数头中，有一个指示光栅，它可以随光栅读数头在标尺光栅上移动，因此，在光栅安 装时，必须严格保证标尺光栅和指示光栅的平行度要求以及二者之间的间隙（通常取 0.05mm 或 0.lmm）要 求。 1 结构 （1）光栅尺 标尺光栅和指示光栅，统称光栅尺，采用真空镀膜方法光刻上均匀密集线纹的透明玻璃板或长条形金属 镜面。对于长光栅，这些线纹相互平行、距离相等，该间距被称为栅距。对于圆光栅，这些线纹是等栅距角 的向心条纹。栅距和栅距角是决定光栅光学性质的基本参数。常见的长光栅的线纹密度为每毫米 25 条、50 条、 条、 条、 条。 100 125 250 对于圆光栅， 如果直径为 70mm， 一周内的刻线 100～768 条； 如果直径为 110mrn， 一周内的刻线 600～1024 条。但是对于同一光栅元件，其标尺光栅和指示光栅的线纹密度必须相同。
Hale Waihona Puke 第六章 检测装置图 6-3 绝对式光电编码器的结构图 由于绝对式光电编码器转过的圈数由 RAM 保存，所以断电后机床的位置即使断电或断电后又移动过也 能够正常工作。
第六章 检测装置
6.3 感应同步器 6.3.1 感应同步器结构与工作原理 1.结构特点 直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，相当于一个展开式的多极旋转变压器，其结构如图 6-4 所示。定 尺和滑尺的基板由与机床线胀系数相近的钢板制成，钢板上用绝缘粘接剂贴有钢箔，利用照相腐蚀的办法做 成图示的印刷线路绕组。感应同步器定尺绕组是一个单向均匀的连续绕组；滑尺有两个绕组，其位置相距绕 组节距（2 ）的 1/4，分别称为正弦绕组和余弦绕组。定尺和滑尺绕组的节距相等，均为 2 ，这是衡量感 应同步器精度的主要参数，工艺上要保证其节距的精度。一块标准型感应同步器定尺长度为 250mm，节距 为 2mm，其绝对精度可达 2.5 m，分辨率为 0.25 m。
第六章 智能化检测技术(上)
- 12 -
《现代检测理论与技术》 第六章 智能化检测技术（上）
6.1 智能化检测概述
6.1.4 智能化检测与自动测试
智能检测与自动测试是相辅相成的。自动测试技术的发展是智能检测的基 础，智能检测是自动测试的高级阶段。 自动测试系统是对那些能自动完成激励、测量、数据处理，并显示或输出 测试结果的一类系统的统称。 （1）第一代自动测试系统——专用型 专用型是针对具体测试要求而定制的，用于测试工作量很大的重复测试， 高可靠性的复杂测试等。用来提高测试速度或用于人员难以进入的恶劣环境。 第一代自动测试系统的缺点突出表现在接口及标准化方面。 （2）第二代自动测试系统——台式仪器积木型 在标准接口总线的基础上，以积木方式组建的系统。普遍采用的接口总线 为通用接口总线GPIB（美国称IEEE488，HP－IB；欧洲、日本称IEC625）。 基于GPIB总线的自动测试系统的主要缺点表现为：总线的传输速率不大； 机箱、电源、面板、开关大部分都是重复配置的。
- 13 -
《现代检测理论与技术》 第六章 智能化检测技术（上）
6.1 智能化检测概述
[例]：基于GPIB和局域网的分布式自动测试系统（检测实验室）
- 14 -
《现代检测理论与技术》 第六章 智能化检测技术（上）
6.1 智能化检测概述
（3）第三代自动测试系统——模块化仪器集成型 主要由模块化的仪器和设备所组成。 ——GPIB（General Purpose Interface Bus）通用接口总线； ——CAMAC（Computer Automated Measurement And Control）计算机辅 助（自动）测控系统； ——VXI（VME bus Extantions for Instrumentation）是VME（Versa Module Eurocard）计算机总线向仪器测试领域的扩展，具有高达 40Mbps的数据传输速率； ——PXI（PCI Extension for Instrumentation）是PCI总线（其中的 Compact PCI总线）向仪器测量领域的扩展，其中数据传输速率为 132-264Mbps。
第六章 检验和技术测量的规程及原则
• (3)成品检验。对产品入库前进行-次全面的最终检 验。成品检验-般包括成品的质量精度、性能、外 观和安全性等。其目的为检定成品是否符合质量要 求。
6．2 检验和测量的基本原则
一、测量方法的选择原则
测量方法主要根据测量目的，生产批量， 被测件的结构、尺寸、精度特征，以及 现有计量器具的条件等来选择，其选择 原则是：
x x0
2．测量误差的表示方法 (1)绝对误差δ
绝对误差是测量结果与其真值差。由于测 量结果可大于或小于真值，因此绝对误差可 能是正值或负值。
(2)相对误差相对误差，是测量的绝对误差δ与其 真值之比，由于被测量的真值是不可知的， 实际中以被测几何量的量值代替真值进行估 算。相对误差是无量纲的数值，通常用百分 数表示。
1．在工序间检验时，测量基准面应与工艺基准面-致 2．在终结检验时，测量基准面应与装配基准面-致。
二、定位方式的选择原则
• (1)对平面可用平面或三点支撑定位； • (2)对球面可用平面或V形铁定位； • (3)对外圆柱表面可用V形块或顶尖、三爪卡盘定
位；
• (4)对内圆柱表面可用心轴、内三爪卡盘定位。
• 机械产品的质量检验依据是有关国家标准、设计图样和制造工艺艺，制订出检验操 作指导书，指导检验人员对产品质量进行合格性检验。
国家标准按性质可分为以下4种
1．基础标准
• 基础标准包括：通用技术语言标准(如名词 术语、标志标记、符号、代号和制图等)； 精度与互换性标准(如形状和位置公差、表 面粗糙度、极限与配合等)；系列化和配套 关系标准(如标准长度、直径和优先数与优 先数系等)；结构要素标准(如中心孔、锥度 和T形槽等)。此外，还有工艺标准、材料标 准等。
• 按生产流程顺序分为以下几类。
6．2 检验和测量的基本原则
一、测量方法的选择原则
测量方法主要根据测量目的，生产批量， 被测件的结构、尺寸、精度特征，以及 现有计量器具的条件等来选择，其选择 原则是：
x x0
2．测量误差的表示方法 (1)绝对误差δ
绝对误差是测量结果与其真值差。由于测 量结果可大于或小于真值，因此绝对误差可 能是正值或负值。
(2)相对误差相对误差，是测量的绝对误差δ与其 真值之比，由于被测量的真值是不可知的， 实际中以被测几何量的量值代替真值进行估 算。相对误差是无量纲的数值，通常用百分 数表示。
1．在工序间检验时，测量基准面应与工艺基准面-致 2．在终结检验时，测量基准面应与装配基准面-致。
二、定位方式的选择原则
• (1)对平面可用平面或三点支撑定位； • (2)对球面可用平面或V形铁定位； • (3)对外圆柱表面可用V形块或顶尖、三爪卡盘定
位；
• (4)对内圆柱表面可用心轴、内三爪卡盘定位。
• 机械产品的质量检验依据是有关国家标准、设计图样和制造工艺艺，制订出检验操 作指导书，指导检验人员对产品质量进行合格性检验。
国家标准按性质可分为以下4种
1．基础标准
• 基础标准包括：通用技术语言标准(如名词 术语、标志标记、符号、代号和制图等)； 精度与互换性标准(如形状和位置公差、表 面粗糙度、极限与配合等)；系列化和配套 关系标准(如标准长度、直径和优先数与优 先数系等)；结构要素标准(如中心孔、锥度 和T形槽等)。此外，还有工艺标准、材料标 准等。
• 按生产流程顺序分为以下几类。
《移动机器人》课件-第6章 移动机器人定位
传感器动态性能还需提高，地图 存在累积误差
12
6.2 同时定位与建图
SLAM问题可以描述为： 移动机器人从一个未知的位置出发，在不断运动过程中根据自身位姿估计和传感 器对环境的感知构建增量式地图，同时利用该地图更新自己的定位。 定位与增量式建图融为一体，而不是独立的两个阶段。
13 移动机器人
6.2 同时定位与建图
移动机器人
三维正态分布曲线
6.3.2 NDT算法
6.3.2 NDT算法
移动机器人
6.3.2 NDT算法
移动机器人
6.3.2 NDT算法
相对于ICP需要剔除不合适的点对（点对距离过大、包含边界点的点对）的 缺点，NDT算法不需要消耗大量的代价计算最近邻搜索匹配点，并且概率密度函 数在两幅图像采集之间的时间可以离线计算出来；
Cartographer的核心内容是融合多传感器数据的局部子图创建以及闭环检测 中的扫描匹配。该方案的不足是没有对闭环检测结果进行验证，在几何对称的环 境中，容易引起错误的闭环。
移动机器人
6.3 基于激光雷达的定位方法
激光雷达点云数据是由一系列空间中的点组成的，属于稀疏点云。 点云处理的关键在于点云的配准，是通过点云构建完整场景的基础。 目前常用的配准方法有ICP算法和 NDT算法。 典型的基于激光雷达的定位方法主要有：Gmapping、Hector SLAM和
6.1 定位
（2）绝对定位 原理：确定移动机器人在全局参考框架下的位姿信息。 特点：不依赖于时间和初始位姿，没有累积误差问题，具有精度高、可靠性
强等特点。 采用导航信标、主动或被动标识、地图匹配、全球定位系统、超声波、激光、
卫星、WiFi、射频标签、蓝牙、超宽带、计算机视觉等定位方法，属于绝对定位 范围。
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如果光栏板上两条夹缝中的信号分别为A和B，相
位相差90°，通过整形，成为两个方波信号，光电
编码盘的输出波形如图6-7所示。根据A和B的先后
顺序，即可判断光电盘的正反转。若A相超前于B相，
对应转轴正转；若B相超前于A相，则对应于轴反转。
若以该方波的前沿或后沿产生记数脉冲，可以形成
代表正向位移或反向位移的脉冲序列。除此之外，
编 码
即具有断电记忆力功能。
器
图6-8 接触式码盘
第六章 位置检测技术
2.2 编码器在数控机床中的应用
第 二 节
光
电
编
码
器
位移测量
1
2 主轴控制
测速 3
零标志脉冲用于 回参考点控制
4
第六章 位置检测技术
3.1 光栅尺的结构及工作原理
第 三
光栅尺的结构组成
节
光
电
尺
数控机床中用于直线位移检测的光栅尺有透射光栅和反射光栅两大类 。
小的角度b，两光栅线纹相交，形成透光
和不透光的菱形条纹，这种黑白相间的条
纹称为莫尔条纹。莫尔条纹的传播方向与
光栅线纹大致垂直。两条莫尔条纹间的距 离为p，因偏斜角度b很小，所以有近似公
图6-11 光栅尺工作原理
式 当工作台正向或反向移动一个栅距l时，莫尔条纹向
上或向下移动一个纹距p，莫尔条纹经狭缝和透镜
和
磁
栅
尺
图6-9 光栅尺外观示意图 1—光栅尺；2—扫描头；3—电缆
图6-10 透射光栅组成示意图
第六章 位置检测技术
3.1 光栅尺的结构及工作原理
第 三
光栅尺的工作原理与特点
节
光
电
尺
和
磁
栅
光栅尺上相邻两条光栅线纹间的距离称
尺
为栅距或节距λ ，安装时，要求标尺光栅
和相互平行，并且其线纹相互偏斜一个很
控 制
高等优点。如图6-5所示是鉴相式伺服系统框图。
图6-5 鉴相式伺服系统框图
第六章 位置检测技术
第
二
节
编码器是一种旋转式转角位移检测元件，通常装在被检测的轴上。随被测轴一起旋转，
光 电
可将被测轴的角位移转换成增量式脉冲或绝对式代码的形式。编码器根据输出信号的方
编 码
式不同，可分为绝对值式编码器和脉冲增量式编码器。
第六章位置检测技术
1
第六章 位置检测技术
1.1 位置伺服控制分类
第 一
开环控制
节
位
置
伺
开环控制系统是指不带位置反馈装置的控制系统。由功率型步进电动机作为驱
服
控
动元件的控制系统是典型的开环控制系统。
制
图6-1 开环控制系统示意图
第六章 位置检测技术
1.1 位置伺服控制分类
第 一
半闭环控制
节
位
置
伺
服
控
制
装置，将直接测量到的位移或角位移反馈到数控装置的比较器中，与输入指令位移量
进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。
图6-3 闭环控制系统示意图
第六章 位置检测技术
1.2 幅值伺服控制
第 一 节
位
置
幅值伺服控制是以位置检测信号的幅值大小来反映机械位移的数值，并以此作为
伺 服
位置反馈信号，与指令信号进行比较，构成闭环控制系统。
控 制
如图6-4所示为鉴幅式伺服系统框图。
图6-4 鉴幅式伺服系统框图
第六章 位置检测技术
1.3 相位伺服控制
第 一 节
位
置
相位伺服控制系统是采用相位比较方法实现位置闭环（及半闭环）控制的伺服系
伺 服
统，是数控机床中使用较多的一种位置控制系统。具有工作可靠、抗干扰性强、精度
p=
由光电元件接收，把光信号转变为电信号。
第六章 位置检测技术
3.2 光栅尺位移数字变换系统 第 三 节 光 电 尺 和 磁 栅 尺
图6-13 四倍频电路
图6-13中的a、b、c、d是四块 硅光电池，产生的信号在相位 上彼此相差90°，a、b信号是 相位相差180°的两个信号，送 入差动放大器放大，得到正弦 信号，将信号幅度放大到足够 大。
电码盘圆周的条纹数有关，即分辨角为：
= 3 6 0 式中，z为条纹数 z
1—转轴；2—发光二极管； 3—光栏板；4—零标志； 5—光敏元件；6—光电码盘； 7—印制电路板； 8—电源及信号连接座
图6-6 增量式光电编码器结构 示意图
第六章 位置检测技术
2.1 增量式编码器
第 二 节
光
电
编
码 器
器
按输出信号 的方式分
绝对值式编码器
脉冲增量式编码 器
第六章 位置检测技术
2.1 增量式编码器
第
二
节
光
常用的增量式旋转编码器为增量式光电编码器，如图6-6所示。当光电码盘旋转时，光
电 编
线通过光栏板和光电码盘产生明暗相间的变化，由光敏元件接收，光敏元件将光信号
码 器
转换成电脉冲信号。光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与光
第六章 位置检测技术
3.2 光栅尺位移数字变换系统
第 三 节
光
电
尺
和
磁
同理，c、d信号送入另一个差动放大器，得到
栅 尺
余弦信号。正弦信号经整形变成方波A，方波A信
号经反相得到方波B，余弦信号经整形变成方波C，
方波C信号经反相得到方波D，A、B、C、D信号
再经微分变成窄脉冲A′、B′、C′、D′，即在顺时针
第
三
节
定义
作用
光
电
尺
按其结构分为直线形和圆形，
和 磁
磁栅是一种计算磁波数目的位
分别用于直线位移和角位移的检
栅 尺
置检测元件。它由磁性标尺、磁 头和检测电路组成。
测。
特点
其优点是精度高，制造简单，安装方便，对使用环境的条件要求较低， 对周围电磁场的抗干扰能力较强，在油污、粉尘较多的场合下使用有好 的稳定性。
半闭环控制系统是在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺
控
制
服电动机的转角，间接地检测出运动部件的位移，反馈给数控装置的比较器，与输入
指令进行比较，用差值控制运动部件。
图6-2 半闭环控制系统示意图
第六章 位置检测技术
1.1 位置伺服控制分类
第 一
闭环控制
节位置源自伺服闭环控制系统是在机床最终的运动部件的相应位置，直接安装直线或回转式检测
或逆时针每个方波的上升沿产生窄脉冲，如图6-
14所示。由与门电路把0°、90°、180°、
270°四个位置上产生的窄脉冲组合起来，根据不
同的移动方向形成正向脉冲或反向脉冲，用可逆
计数器进行计数，就可测量出光栅的实际位移。
图6-14 四倍频电路信号处理波形
第六章 位置检测技术
3.3 磁栅尺的结构及工作原理
光电脉冲编码盘每转一转还输出一个零位脉冲的信
号，这个信号可用做加工螺纹时的同步信号。
图6-7 增量式脉冲编码盘 的输出波形
第六章 位置检测技术
2.2 绝对式编码器
第
二
节 光
绝对式旋转编码器可直接将被测角度用数字代码表示出来，且每一个角度位置均有对
电
应的测量代码，因此，这种测量方式即使断电，只要再通电就能读岀被测轴的角度位置，