第6章
6-1
答：有三条码道。

码盘上最外圈码道上只有一条透光的狭缝，它作为码盘的基准位置，所产生的脉冲将给计数系统提供一个初始的零位(清零)信号；中间一圈码道称为增量码道，最内一圈码道称为辨向码道。

这两圈码道都等角距地分布着m 个透光与不透光的扇形区，但彼此错开半个扇形区即90°/m 。

所以增量码道产生的增量脉冲与辨向码道产生的辨向脉冲在时间上相差四分之一个周期，即相位上相差90°。

增量码道产生的增量脉冲的个数用于确定码盘的转动角度，辨向脉冲与增量脉冲的相位关系用于确定码盘的转动方向。

6-2
答：因为主光栅沿栅线垂直方向(即x 轴方向)移动一个光栅栅距W ，莫尔条纹沿y 轴正好移动一个条纹间距H （H>>W ），光电元件的输出电压变化一个周期，光栅辩向电路产生一个脉冲计数，采用电子细分技术后，主光栅移动一个光栅栅距W ，细分电路将产生m 个计数脉冲，光栅的分辨率即一个脉冲计数代表的位移就从W 变成W/m 。

光栅的栅距一般为0.01～0.1mm ，电子细分数在12～60甚至更多，因此光栅传感器能测量很微小的位移。

光栅传感器中有两个相距四分之一莫尔条纹间距的光电元件，这两个光电元件的输出信号u 1和u 2的相位差正好等于π/2。

当位移反方向时，正向位移时原来相位超前的那个光电元件的输出信号的相位，就从相对超前变为相对迟后，这就会使相关的辨向电路控制计数器从脉冲加计数变成脉冲减计数，因此计数器的计数结果反映位移正负两抵后的净位移。

6-3
答：长光栅所允许的移动速度V 受光敏二极管响应时间τ的限制τ≥V
W 故s m s m W
V /2010501063=⨯=≤--τ 6-4
解：六位循环码码盘测量角位移的最小分辨率为： rad 098.06.52
3606===
α。

码盘半径应为： mm mm l
R 1.0098
.001.0===α 循环码101101的二进制码为110110，十进制数为54；
循环码110100的二进制码为100111，十进制数为39。

码盘实际转过的角度为：
846.515)3954(=⨯=⋅-=αθ。

6-5 答：莫尔条纹宽度为mm mm W
H 73.522.0sin 210202sin 23=⨯==- β 因为标尺光栅每移动一个栅距W ，莫尔条纹就移动一个条纹宽度H 的距离,所以当标尺光栅移动100微米时，莫尔条纹移动的距离为
mm mm 65.281010010
2073.566=⨯⨯⨯-- 6-6
答：
相邻正弦绕组与余弦绕组的间距为(n/2+1/4)W 。

相邻正弦绕组和正弦绕组，相邻余弦绕组与余弦绕组的间距都为n 倍节距W 。

6-7
答：
感应同步器测量系统对位移的分辨率m W /是由节距W 和细分数m 决定的，因此要提高位移分辨率，就要选用节距W 小的感应同步器和增大细分数m 。

6-8
答：
感应同步器设置正弦绕组与余弦绕组是为了能在测量位移大小的同时还能判别位移的方向。

6-9试分析环境温度变化，对振弦式传感器灵敏度的影响。

解： 在温度变化时，振弦的有效长度也随之变化：
)1(0t l l t α+=
式中t 和α分别为温度和温度膨胀系数，0l 为温度C t
0=时的弦长。

由于振弦的截面积很小，可认为当温度变比时其截面积A 不变。

振弦的应力σ=F/A 代人教材上公式（5-3-3）得振弦的振荡频率可表示为
ml A f σ21=
取振弦式传感器灵敏度σd df k =
，则由上式可得 σ
ασσ1)1(411410⨯+=⨯==t ml A ml A d df k 由上式可见，温度增加，振弦灵敏度降低。

6-10
答：振弦、振筒两种频率式传感器的共同的特点是都由振动体、激振器、拾振器和放大振荡电路组成一个反馈振荡系统，作为振动体的振弦、振筒都是用具有导磁性的恒弹性合金制成，当激振器使振动体振动时，磁路的磁阻交替变化，在拾振器中产生感应电压，感应电压的变化频率等于振动体振动频率。

它们共同的工作原理是，被测非电量如力、压力、密度等使振动体振动频率即拾振器感应电压的频率改变，因此测量拾振器感应电压的频率就可测出被测非电量。