（1）可以直接读出角度坐标的绝对值。 （2）没有积累误差。 （3）电源切除后位置信号不会丢失 （4）允许的最高旋转速度较高。 （5）为提高精度和分辨率，必须增加码道数，使 构造变得复杂，价格也较贵。
二、旋转变压器
1、工作原理 2、工作方式
1、工作原理
旋转变压器根据互感原理，在定子绕组上加交流励磁电 压时，通过互感在转子绕组中产生感应电动势。关系为：
第三章 伺服驱动系统
综述（数控机床检测装置的类型与要求 及位置检测装置的分类 ）
一、脉冲编码器 二、旋转变压器 三、感应同步器 四、光栅测量装置 五、磁尺
综述
组成：位置测量装置是由检测元件（传感器）和信
位号置处控理制装置组成的速。度 控 制
CN 单元作用：实时测量单执元行部件的位移和速度信号，并变
每转过一条狭缝只反映相对 上次的角度增量；
光电式码盘编码器
信号处理电路：整形，放大，分频，计数，
译码等
分辨角：
3600 狭缝数
分辨率=
1
狭缝数
提高分辨率的方法 1、提高光电盘圆周的等分狭缝的密度 2、增加光电盘的发讯通道
接触式码盘
分辨角度 a= 3600 2n
分辨率= 1 2n
绝对式编码器的特点
u2 ku1 sin kUm sin t sin
式中： Байду номын сангаас为定子与转子
绕组的匝数 比; Um电：压最大瞬时 θ ：两绕组轴 线间夹角。
机床中常用 正余弦旋转 变压器
2、工作方式
1）旋转变压器的信号处理方式有两种：鉴相型工作方式和 鉴幅型工作方式。
2）鉴相型工作方式 ：当给定子两绕组分别通以同幅，同频 但相位相差90度的交流励磁电压，即
C插 补
换+ 成位- 置位控调置制节控器单制 元所+ 要- 求的调速节信度与控号驱制动形式，将运机部件械动执部行件现
指令 实位置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制。它是
闭环、实 位 反闭半际置馈环闭数环控进机给床伺的服实 速 反加际 度 馈系工统精的度重在要很组大成电机程部度分上。是由位
置检测装置的精度检决测与定反的馈 ，在设计数控机床进给伺服
uu11cs
Usm Ucm
sin sin
t
,
t
式中：UUcsmm
Um sin Um cos
它们在转子的绕组中产生感应电压，并叠加得：
u2 kUm sin sin t sin kUm cos sin t cos k cos( )Um sin t
由上式中可以看出，电压的幅值随转子的偏转角的变
—
传感器 数字脉编码式速度传感器 、（Tachsyn）、数字电
霍耳速度传感器
磁、磁敏式速度传感器
电流 霍耳电流传感器
传感器
一、脉冲编码器
• 编码器分类 按码盘读取方式：光电式、接触式、电磁式 按测量基准：增量式、绝对式
（二）增量式光电脉冲编码器 （光电码盘，光电脉冲发生 器）结构
组成：光源、聚光镜、光电码 盘、光栏板、光电元件等；
自整角机 、旋转变压器、圆绝对脉冲编码器 绝对值
位移
感应同步器 、光栅角度传感式光栅 、 三速圆感应同
器 、圆光栅、圆磁栅
步器 、磁阻式多极旋转
传感器
变压器
直线型——直线应同步 三速感应同步器 、 器 、光栅尺、磁栅尺 、激 绝对值磁尺、光电编码 光干涉仪 霍耳位置传感器 尺 、磁性编码器
速度
交、直流测速发电机 、 速度 角度传感器
单元
系统，尤其是高精度进给伺服系统时，必须精心选择
位置检测装置。
综述
位置检测元件的性能要求 可靠性、抗干扰能力和环境适应能力强 满足精度、速度和测量范围的要求 使用维护方便，便于与CNC系统相联 成本↓，寿命↑
位置检测装置的分类 按检测元件输出信号类型：数字式、模拟式、脉冲式 按检测量测量基准：绝对式、增量式 按被测位移量类型：直线式、回转式 按与被测对象联系方式：接触式、非接触式
光电码盘：圆周均布一系列透 光狭缝，可转动；
光栏板：两条相距3/4节距的 透光狭缝，每条后面有一个 光电元件
增量式光电脉冲编码器
工作原理 检测角位移和角速度：光电码 盘转动→每转过一条狭缝→光 电元件→正弦电信号→放大、 整形→电脉冲信号→脉冲个数 和频率→角位移和角速度；
方向辨别：光栏板两条狭缝输出 相位差位90°的A相和B相信号， 若A相超前B相，则正转，反之 为反转；
常用的传感器：旋转变压器，感应同步器，光栅，光电盘和编 码盘
回转型：脉冲编码器，旋转变压器，圆感应同步器，圆光栅，磁栅，多 速旋转变压器，绝对脉冲编码器，三速感应同步器
直线型：直线感应同步器，计量光栅，磁尺，激光干涉仪，三速感应同 步器，绝对值式磁尺。
综述
分类
增量式
绝对式
回转型——脉冲编码器、 多极旋转变压器 、
（1）鉴相型
使滑尺上余弦和正弦绕组的配置错开1/4定 尺节距的距离，而且使两个绕组的励磁电压 同频等幅，彼此相差90度电相角，则励磁 信号分别为：
Us Um sint和Uc Um cost
相应的感应电动势分别为：
ud1 kUm cos cost
ud 2
kU m
化而变化，测量幅值即可求出θ。α为电相角，通过不断 修改电相角，使其跟踪θ的变化。
三、感应同步器
1、感应同步器的结构： 感应同步器按结构可 分为直线式和旋转式 两种。 直线式主要包括定尺 和滑尺两部分组成， 定尺上为连续绕组， 滑尺上为分段绕组。 相当于一个展开的多 极旋转变压器。
W W/4
2、感应同步器的工作原理
当励磁绕组用一定频率的正弦电压励磁时，产生 同频率的交变磁通，感应绕组与这个交变磁通耦 合，感应出同频率的交变电动势。
3、信号处理
根据精度和工作要求不同，主要有鉴相型 工作方式和鉴幅型工作方式
鉴相型：根据被测对象的信号相位角来鉴别位 移量
鉴幅型：根据被测对象的信号振幅来鉴别信号 位移量
u1s Um sin t u1c Um cost
它们在转子的绕组中产生感应电压，并叠加得：
u2 kUm sin t sin kUm cost cos kUm cos(t )
测量转子绕组输出电压的相位角θ即可测得转子相对于定子 的转角位置。
2、工作方式
3）鉴幅型工作方式：当给定子两绕组分别通以同频同相位 但幅值不同的交流励磁电压，即