第五章数控检测装置brjj.docx

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1、第五章 数控控检测装装置5.1 概 述述组成：位位置测量量装置是是由检测测元件（传传感器）和和信号处处理装置置组成。作用：闭闭环数控控系统为为反馈控控制的随随动系统统，它的的输出量量是机械械位移、速速度或加加速度，利利用这些些量的反反馈实现现精确的的位移、速速度控制制目的。数数控系统统的检测测装置（即即传感器器）起着着测量和和反馈两两个作用用，它发发出的信信号传送送给数控控装置或或专用控控制器，构构成闭环环控制。从从一定意意义上看看，数控控机床的的加工精精度和定定位精度度主要取取决于检检测装置置的精度度。传感感器能分分辨出的的最小测测量值称称为分辨辨率。分分辨率不不仅取决决于传感感器本身身，也

2、取取决于测测量线路路。5.1.1 检测装装置的分分类表511 数控机机床检测测装置分分类分类增量式绝对式位移传感器回转型脉冲冲编码器器、自整整角机、旋转变变压器、圆圆感应同同步器、光栅角角度传感感器、圆光栅栅、圆磁磁栅多极旋转转变压器器、绝对脉脉冲编码码器绝对对值式光光栅、三速圆圆感应同同步器、磁阻式式多极旋旋转变压压器直线型直线线应同步步器、光栅尺尺、磁栅栅尺、激光干干涉仪霍霍耳位置置传感器器三速感应应同步器器、绝对值值磁尺、光光电编码码尺、磁性编编码器速度传感器 交、直流流测速发发电机、 数字字脉编码码式速度度传感器器、霍耳速速度传感感器速度角角度传感感器（TTachhsynn）、数数字电

3、磁磁、磁敏敏式速度度传感器器电流传感器霍耳电流流传感器器数控系统统中的检检测装置置分为位位移、速速度和电电流三种种类型。根据安装装的位置置及耦合合方式直接测测量和间间接测量量。按测量方方法增量型型和绝对对型。按检测信信号的类类型模拟式式和数字字式。根据运动动型式 回转转型和直直线型。按信号转转换的原原理光电效效应、光光栅效应应、电磁磁感应原原理、压压电效应应、压阻阻效应和和磁阻效效应等。5.1.2 数控测测量装置置的性能能指标及及要求传感器的的性能指指标应包包括静态态特性和和动态特特性，主主要如下下。 1.精度度：符合输输出量与与输入量量之间特特定函数数关系的的准确程程度称作作精度。要要满足高

4、高精度和和高速实实时测量量要求。2.分辨辨率：分辩率率应适应应机床精精度和伺伺服系统统的要求求。3.灵敏敏度：灵敏度度高、一一致。4.迟滞滞：对某一一输入量量，传感感器的正正行程的的输出量量与反行行程的输输出量的的不一致致，称为为迟滞。要要求迟滞滞小。5.测量量范围和和量程：满足要要求，留留有余地地。6.零漂漂与温漂漂：随时时间、温温度变化化要小。其它：可可靠，抗抗干扰性性强、使使用维护护方便、成成本低等等。5.2 旋转转变压器器旋转变压压器是一一种控制制用的微微电动机机，它将将机械转转角变换换成与该该转角呈呈某一函函数关系系的电信信号。在在结构上上与二相相线绕式式异步电电动机相相似，由由定子

5、和和转子组组成。定定子绕组组为变压压器的一一次侧，转转子绕组组为变压压器的二二次侧。励励磁电压压接到定定子绕组组上，其其频率通通常为4400HHz、5500HHz、110000Hz和和50000Hzz。旋转转变压器器结构简简单、动动作灵敏敏，对环环境无特特殊要求求，维护护方便，输输出信号号幅度大大，抗干干扰性强强，但测测量精度度较低，一一般用于于精度要要求不高高或大型型机床的的粗测及及中测系系统。5.2.1 旋转变变压器的的结构和和工作原原理旋转变压压器（RResoolveer）简简称旋变变，又称称作解算算器或分分解器。分类：有有电刷集集电环结结构和无无刷结构构。每一一类又分分为单对对极元件件

6、、多对对极元件件（或称称多极元元件）。工作原理理：旋转转变压器器的工作作原理和和普通变变压器的的基本相相似，区区别在于于普通变变压器的的一次、二二次绕组组是相对对固定的的，所以以输出电电压和输输入电压压之比是是常数；而旋转转变压器器的一次次、二次次绕组之之间是随随着转子子的角位位移发生生相对位位置变化化的，因因而其输输出电压压的大小小也随之之而变化化。也就就是说当当定子绕绕组加上上交流电电压时，转转子绕组组输出电电压的大大小取决决于定子子与转子子两个绕绕组磁轴轴线在空空间的相相对位置置。转子子绕组电电压的频频率与定定子绕组组的相同同，但幅幅值随转转子与定定子的相相对角位位移的正正弦函数数而变化

7、化。所以以只要测测出转子子的输出出电压的的幅值，就就可求出出转子相相对定子子的角位位移。当转子绕绕组磁轴轴与定子子绕组磁磁轴垂直直时，=0，不不产生感感应电压压；当两两磁轴平平行时，=90，感应电压最大；当两磁轴为任意角度时，感应电压为： UU2=KUU1sinn=KUUmsinntsiin式中： K变压比比(转子子绕组与与定子绕绕组的匝匝数比)，U1励磁电电压，Um励磁电电压的幅幅值， 励励磁电压压的角频频率。5.2.2 旋转变变压器的的应用旋转变压压器的工工作方式式 1. 鉴鉴相工作作方式该方式是是通过旋旋转变压压器转子子绕组输输出电压压的相位位确定被被测角位位移，即给给定子的的两个绕绕组

8、分别别通以同同幅、同同频但相相位差为为90的励磁磁电压，这这两个励励磁电压压在转子子绕组中中产生的的感应电电压是叠叠加在一一起的。因因而转子子中的感感应电压压为两个个电压的的代数和和，转子子输出电电压的相相位角和和转子的的偏转角角之间有有严格的的对应关关系，只只要检测测出转子子输出电电压的相相位角，就就可以知知道转子子的转角角。Vs=VVmsiintt Vcc=Vmmcosst E22=KVV m coss- KV csiin =KVV m (siinttcoss- cosstssin)=KV m ssin(t-) 鉴幅幅工作方方式该方式是是通过旋旋转变压压器转子子绕组输输出电压压的幅值值确定

9、被被测角位位移，即给给定子的的两个绕绕组分别别通以同同相、同同频但幅幅值不同同的交流流励磁电电压，转转子输出出电压的的幅值随随转子的的偏转角角而变化化，测量量出幅值值即可求求得转子子转角值值。Vs=VVmsiin电siintVc=VVmcoos电siint E2=KV m ccos机- KV csiin机 =KKV mm siint(ssin电coos机- coss电siin机 =KKV mm siin(电-机) sinnt感应电势势（E22）是以以为角频频率、以以Vm sinn(电 -机 )为幅值值的交变变电压信信号。若若电气角角电已知知，只要要测出EE2 幅幅值(利利用E22 =00)，便

10、便可间接接的求出出机械角角机 ，从从而得出出被测角角位移。(第一讲)5.3 感应同同步器 (第二二讲)感应同步步器是利利用电磁磁耦合原原理，将将位移或或转角变变为电信信号，借借以进行行位置检检测的反反馈控制制，在数数控机床床上使用用极为普普遍。按其用途途可分为为两大类类：直线线感应同同步器和和圆感应应同步器器。前者用于于直线位位移的测测量，后后者用于于转角的的测量。在在结构上上，两者者都包括括固定和和运动两两大部分分，对旋旋转式分分别称为为定子和和转子；对直线线式分别别称为定定尺和滑滑尺。5.3.1感应应同步器器的结构构和类型型感应同步步器是一一种电磁磁感应式式多极位位置传感感元件，由由旋转变

11、变压器演演变而来来。它的的极对数数可以做做得很多多，一般般取3660对极极、7220对极极，最多多的达220000对极。由由于多极极结构，在在电与磁磁两方面面对误差差都起补补偿作用用，所以以具有很很高的精精度。感感应同步步器的励励磁频率率一般取取2110kHHz。1. 圆圆感应同同步器它由定子子和转子子组成。转转子绕组组为连续续绕组；定子上上有两相相正交绕绕组（ssin绕绕组和ccos绕绕组），做做成分段段式，两两相绕组组交差分分布，相相差900电相角角。属于于同一相相的各相相绕组用用导线串串联起来来。2. 直直线式感感应同步步器考虑到接接长和安安装，通通常定尺尺绕组做做成连续续式单相相绕组。

12、滑尺上配配置断续续绕组，并并且分为为正弦励励磁绕组组和余弦弦励磁绕绕组，这这两个绕绕组在空空间上错错开900电相角角。 5.3.2 感应同同步器的的工作原原理当滑尺上上励磁绕绕组和定定尺上的的绕组位位置重合合时，耦耦合磁通通最大，感感应电动动势也最最大。当继续平平行移动动滑尺时时，感应应电动势势逐渐减减小，当当移动到到1/44节距位位置处，在在感应绕绕组内的的感应电电动势为为零。继续移动动到半个个节距处处，可得得到与初初始位置置极性相相反的最最大感应应电动势势。在3/44节距处处，感应应电动势势又 变变为零。移动到下下一个节节距时，又又回到与与初始位位置完全全相同的的耦合状状态，感感应电动动势

13、最大大。这样样，感应应电动势势随滑尺尺相对于于定尺的的移动而而呈周期期性变化化。5.3.3 感应同同步器的的应用(1) 鉴相型型系统当在正弦弦绕组加加励磁电电压Uss=Ummsinnt，它它在定尺尺绕组中中产生的的感应电电动势为为： Uoos=KKUscoss=KUUmsinntcoos式中 KK耦合合系数，与与位移XX对应的的角度，定定、滑尺尺相对移移动一个个节距PP=2，从00变到22，即= 22X/P = x/同理，在在余弦绕绕组加励励磁电压压Uc=Umccost，它它在定尺尺绕组中中产生的的感应电电动势为为： Uooc=KKUccoss（+/2）= -KKUmcosstsiin应用迭加

14、加原理，定定尺上的的感应电电动势为为： Uoo=Uos+Uoc = KUUmsinn（t-）下张片子子中上面面这张图图是鉴相相检测系系统方框框图；下下面这张张图是脉脉冲相位变变换器方方框图。2. 鉴鉴幅式系系统比较器数模转换放大环节速度单元工作台测量及信号处理电路伺服电机进给指令鉴幅式式伺服系系统原理理框图进入比较较器的信信号有两两路，一一路来自自进给脉脉冲，它它代表了了数控装装置要求求机床工工作台移移动的位位移量。另另一路来来自测量量及信号号处理电电路，以以数字脉脉冲形式式出现，体体现了工工作台实实际移动动的距离离。鉴幅幅式系统统工作之之前，数数控装置置和测量量元件的的信号处处理电路路都没有

15、有脉冲输输出，比比较器的的输出为为零，工工作台不不移动。出现进给给脉冲信信号后，比比较器的的输出不不为零，经经数模转转换电路路将比较较器输出出的数字字量转化化为电压压信号，经经放大后后，由伺伺服电机机带动工工作台移移动。同时，工工作在鉴鉴幅状态态的感应应同步器器的定尺尺感应出出电压信信号，经经信号处处理线路路转换成成相应的的数字脉脉冲信号号，该数数字脉冲冲信号作作为反馈馈信号进进入比较较器与进进给脉冲冲进行比比较。若两者相相等，比比较器输输出为零零，工作作台不动动；若两两者不相相等，说说明工作作台实际际移动的的距离还还不等于于指令信信号要求求移动的的距离，伺伺服电机机继续带带动工作作台移动动，

16、直到到比较器器输出为为零时停停止。感应同步步器的使使用特点点 精度度高由于感应应同步器器是直接接对机床床位移进进行测量量，中间间不经过过任何机机械转换换装置，测测量精度度只受本本身精度度限制。定定尺和滑滑尺上的的平面绕绕组，采采用专门门的工艺艺方法制制作精确确。再加加上它的的极对数数多，定定尺上的的感应电电压信号号是多周周期的平平均效应应，从而而减少了了制造绕绕组局部部误差的的影响，所所以测量量精度高高。目前前直线感感应同步步器的精精度可达达0.0001mmm,重重复精度度0.000022mm,灵敏度度0.0000005m。直直径为3302mmm的感感应同步步器的精精度可达达0.55,重复复精

17、度00.1，灵敏敏度0.05。 可拼拼接成各各种需要要的长度度 根据测量量长度的的要求，采采用多块块定尺接接长，相相邻定尺尺间隔也也可以调调整，使使拼接后后总长度度的精度度保持（或或略低于于）单块块定尺的的精度。尺尺与尺之之间的绕绕组连接接方式有有两种：当定尺尺少于110块时时，将各各绕组串串联连接接，当多多于100块时，先先将各绕绕组分成成两组串串联，然然后将此此两组再再并联，以以不使定定尺绕组组阻抗过过高为原原则。 对环环境的适适应性强强 直线式感感应同步步器金属属基尺与与安装部部件的材材料的膨膨胀系数数相近，当当环境温温度变化化时，两两者的变变化规律律相同，而而不影响响测量精精度。感感应

18、同步步器为非非接触式式电磁耦耦合器件件，可选选耐温性性能好的的非导磁磁性材料料作保护护层，加加强了其其抗温防防湿的能能力，同同时在绕绕组的每每个周期期内，任任何时候候都可以以给出与与绝对位位置相对对应的单单值电压压信号，不不受环境境干扰的的影响。 使用用寿命长长 由于感应应同步器器定尺与与滑尺之之间不直直接接触触，因而而没有磨磨损，所所以寿命命长。但但是感应应同步器器大多装装在切屑屑或切削削液容易易入侵的的部位，所所以必须须用钢带带或折罩罩覆盖，以以免切屑屑划伤滑滑尺与定定尺的绕绕组。 注意意安装间间隙感应同步步器安装装时要注注意定尺尺与滑尺尺之间的的间隙，一一般在（00.0220.25）mm

19、m0.005mmm以内，滑滑尺在移移动过程程中，由由于晃动动所引起起的间隙隙变化也也必须控控制在00.011mm之之内。如如果间隙隙过大，必必将影响响测量信信号的灵灵敏度。 5.4 直线线光栅光栅用于于光谱分分析和光光波波长长的测定定，是测测量数控控机床工工作台位位移的光光电检测测元件。光栅分为为物理光光栅和计计量光栅栅。物理光栅栅刻线线细密，用用于光谱谱分析和和光波波波长的测测定。计量光栅栅比较较而言刻刻线较粗粗，但栅栅距也较较小，在在0.00040.225mmm之间，测测量的位位置精度度非常高高，分辨辨率也很很高，达达0.11m，主主要用在在数字检检测系统统。光栅传感感器为动动态测量量元件

20、，按按运动方方式分为为长光栅栅和圆光光栅：长光栅用用来测量量直线位位移；圆光栅用用来测量量角度位位移。根据光线线在光栅栅中的运运动路径径分为透透射光栅栅和反射射光栅。一般光栅栅传感器器都是做做成增量量式的，也也可以做做成绝对对值式的的。目前光栅栅传感器器应用在在高精度度数控机机床的伺伺服系统统中，其其精度仅仅次于激激光式测测量。在在加工中中心等高高精度数数控机床床上应用用较广。 5.4.1 长长光栅检检测装置置的结构构1长光光栅检测测装置的的结构光栅是由由光源、聚聚光镜、主主光栅、指指示光栅栅和光敏敏元件等等构成。主光栅和和指示光光栅分别别安装在在机床的的移动部部件及固固定部件件上，两两者相对

21、对移动，相相互平行行，它们们之间保保持0.05mmm或0.11mm的的间隙。主主光栅和和指示光光栅的刻刻线错开开一定的的角度，以以得到莫莫尔条纹纹。 主光栅和和指示光光栅通称称为光栅栅尺，它它们是在在真空镀镀膜的玻玻璃片或或长条形形金属镜镜面上光光刻出均均匀密集集的线纹纹。光栅的线线纹相互互平行，线线纹之间间的距离离称为栅栅距。对对于圆光光栅，这这些线纹纹是圆心心角相等等的向心心条纹。两两条向心心纹线之之间的夹夹角称为为栅距角角。栅距距和栅距距角是光光栅的重重要参数数。对于长光光栅，金金属反射射光栅的的线纹密密度为225550/mmm；玻玻璃透射射光栅为为10002550/mmm。对对于圆光光

22、栅，一一周内刻刻有1008000条线纹纹（圆光光栅直径径为2700mm，3360进进制）。标尺光栅312431245图5.99 光栅栅的结构构图5.10 光栅读读数头 1-防护护垫2-光栅读读数头11-光源源 2-准准直镜 33-指示示光栅3-标尺尺光栅44-防护护罩4-光敏元元件 5-驱动线线路什么叫莫莫尔条纹纹？栅距相同同的主光光栅和指指示光栅栅，刻线线面相对对的重叠叠在一起起，中间间留有适适当小的的间隙，并并且两者者刻线错错开一定定的角度度，两块块光栅的的刻线就就会相交交。这样样由于光光的干涉涉效应，就就会产生生和栅线线接近于于垂直的的明暗相相间的条条纹，这这些条纹纹就是莫莫尔条纹纹。图

23、4-441 莫莫尔条纹纹严格地说说，莫尔尔条纹排排列的方方向是与与两片光光栅线纹纹夹角的的平分线线相垂直直。 莫莫尔条纹纹中相邻邻两条亮亮纹或两两条暗纹纹之间的的距离称称为莫尔尔条纹的的间距。摩尔条文文宽度BB的理论论公式莫尔条纹纹的特征征（特点点）： (第三三讲)（1）莫莫尔条纹纹的变化化规律两片两光光栅相对对移过一一个栅距距，莫尔尔条纹移移过一个个条纹间间距。由由于光的的衍射与与干涉作作用，莫莫尔条纹纹的变化化规律近近似正（余余）弦函函数，变变化周期期数与两两光栅相相对移过过的栅距距数同步步。 （2）放放大作用用 用W（mmm）表表示莫尔尔条纹的的宽度，PP(mmm)表示示栅距，(rad)

24、为光栅线纹之间的夹角，在两光栅栅线夹角较小的情况下，如图4-41所示则有莫尔条纹纹宽度WW与角成反比比， 越小，放放大倍数数越大。就就不需要要经过复复杂的光光学系统统，便能能将光栅栅的栅距距放大，从从而大大大减化了了电子放放大线路路。（3）均均化栅距距误差作作用莫尔条纹纹是由光光栅的大大量刻线线共同组组成，例例如，2200条条/mmm的光栅栅，100mm宽宽的光栅栅就由220000条线纹纹组成，这这样栅距距之间的的固有相相邻误差差就被平平均化了了，消除除了栅距距之间不不均匀造造成的误误差。（4） 辨向作作用当光栅尺尺移动一一个栅距距P时，莫莫尔条纹纹也相应应地向上上或向下下准确地地移动一一个间

25、距距 W。只只要通过过光电元元件测出出莫尔条条纹的数数目，就就可知道道光栅移移动了多多少个栅栅距，工工作台移移动的距距离可以以计算出出来。若若光栅移移动方向向相反，则则莫尔条条纹移动动方向也也相反（见见图4-41）。若标尺光光栅不动动，将指指示光栅栅转一很很小的角角度，两两者移动动方向及及光栅夹夹角关系系如下表表所示。因因莫尔条条纹移动动方向与与光栅移移动方向向垂直，可可用检测测垂直方方向宽大大的莫尔尔条纹代代替光栅栅水平方方向移动动的微小小距离。莫尔条纹纹移动方方向与光光栅移动动方向及及光栅夹夹角的关关系表指示光栅栅转角方向向标尺光栅栅移动方向向莫尔条纹纹移动方向向逆时针方向右下左上顺时针方

26、向右上左下5.4.2 光光栅位移移-数字字变换电电路利用莫尔尔条纹的的上述特特点，光光敏元件件可以把把光强变变化转换换成相应应的电压压信号，根根据电压压信号的的变化，我我们就可可测量出出光栅的的相对位位移情况况，如位位移大小小、位移移方向和和移动速速度等。在光栅测测量系统统中，为为了提高高分辨率率和测量量精度，不不可能仅仅靠增大大栅线的的密度来来实现。工工程上采采用莫尔尔条纹的的细分技技术。细细分技术术有光学学细分、机机械细分分和电子子细分等等方法。伺伺服系统统中应用用最多的的是电子子细分法法。最基基础的是是4倍频频光栅位位移-数数字变换换电路。这这种电路路的组成成就是后后面这张张图。abcd

27、差动放大差动放大(sin)(cos)整形整形反向反向微分微分微分微分ABCDACBDY1Y2Y3Y4Y8Y5Y6Y7H1H2正向脉冲反向脉冲sincosABCDABCD相加ABCD相加正走反走由4块光光电池发发出的信信号分别别为a、bb、c和和d，相相位彼此此相关990。a、c信信号是相相位差为为1800的两个个信号，送送入差动动放大器器放大，得得到siin信号号。将信信号幅度度放大到到足够大大。 同理b、dd信号送送入到另另一个差差动放大大器，得得到coos信号号。sin、ccos信信号经过过整形器器的整形形变成两两个方波波，这两两个方波波信号再再经过反反向又得得到两个个方波信信号。然后将这

28、这4个方方波信号号再经过过微分变变成4个个窄脉冲冲，由与与门电路路把0、900、1880和2770四个位位置上产产生的窄窄脉冲组组合起来来，根据据不同的的移动方方向形成成正向脉脉冲或反反向脉冲冲。最后后再计算算出脉冲冲个数，来来测量光光栅的实实际位移移。光栅移动动时产生生的莫尔尔条纹由由光电元元件接受受。然后经过过位移-数字变变换电路路形成正正走、反反走时的的正向、反反向脉冲冲。5.5 光电电脉冲编编码器 5.5.1 脉脉冲编码码器的分分类与结结构脉冲编码码器是一一种旋转转式脉冲冲发生器器，能把把机械转转角变成成电脉冲冲，可作作为位置置检测和和速度检检测装置置。脉冲编码码器分为为：光电电式、接

29、接触式和和电磁感感应式。从从精度和和可靠性性方面来来看，光光电式脉脉冲编码码器优于于其他两两种。脉冲编码码器是一一种增量量检测装装置，它它的型号号是由每每转发出出的脉冲冲数来区区分。数数控机床床上常用用的有：20000P/r、225000 P/r和330000 P/r等。1234567图5. 14光光电脉冲冲编码器器的结构构1-光源源； 22-圆光光栅； 3-指指示光栅栅； 44-光电电池组； 5-机械械部件； 6-护罩；7-印印刷电路路板这种检测测方式的的特点是是：检测方式式是非接接触式的的，无摩摩擦和磨磨损，驱驱动力矩矩小；由于光电电变换性性能的提提高，可可得到较较快的响响应速度度。其缺点

30、是是抗污染染能力差差，容易易损坏。5.5.2 光光电脉冲冲编码器器的工作作原理信号处理装置abz码盘基片透镜光源光敏元件透光狭缝光欄板节距m+/4两个光电电元件错错开900相位角角安装。当当圆盘旋旋转一个个节距时时，在光光源照射射下，就就在光电电元件上上得到一一个光电电波形输输出。A相比BB相导前前90。若AA相导前前B相时时为正方方向旋转转，则BB相导前前A相时时就是负负方向旋旋转。利利用A相相与B相相的相应应关系可可以判别别编码器器的旋转转方向。A、B信信号为具具有900相位差差的正弦弦波，这这组信号号经放大大器放大大与整形形，得下下图所示示的输出出方波。5.5.3 光光电脉冲冲编码器器的

31、应用用光电脉冲冲编码器器在数控控机床上上，用在在数字比比较伺服服系统中中，作为为位置检检测装置置。光电电脉冲编编码器将将位置检检测信号号反馈给给CNCC装置有有几种方方式：一是适应应带加减减计数要要求的可可逆计数数器，形形成加计计数脉冲冲和减计计数脉冲冲。二是适应应有计数数控制端端和方向向控制端端的计数数器，形形成正走走、反走走计数脉脉冲和方方向控制制电平。应用一：适应带加加减计数数要求的的可逆计计数器，形形成加计计数脉冲冲和减计计数脉冲冲。A相信号a+B相信号整形整形dbcef-可逆计数&单稳反向abcdefabcdef光电脉冲冲编码器器的输出出脉冲信信号A、AA、B、BB经过差差分驱动动传

32、输进进入CNNC装置置，仍为为A相信信号和BB相信号号。将A、BB信号整整形后，变变成规整整的方波波（电路路中a、bb点）。当光电脉脉冲编码码器正转转时，AA相信号号超前BB相信号号，经过过单稳电电路变成成d点的的窄脉冲冲，与BB相比反反向后cc点的信信号e相相，由ee点输出出正向计计数脉冲冲。f点由于于在窄脉脉冲出现现时，bb点的信信号为低低电平，所所以f点点也保持持低电平平。这时时可逆计计数器进进行加计计数。当光电脉脉冲编码码器反转转时，BB相信号号超前AA相信号号，在dd点窄脉脉冲出现现时，因因为c点点是低电电平，所所以e点点保持低低电平。f点输出出窄脉冲冲，作为为反向减减计数脉脉冲。这

33、这时可逆逆计数器器进行减减计数。这这样就实实现了不不同旋转转方向时时，数字字脉冲由由不同通通道输出出，分别别进入可可逆计数数器做进进一步的的误差处处理工作作。应用二：适应有计计数控制制端和方方向控制制端的计计数器，形形成正走走、反走走计数脉脉冲和方方向控制制电平。ABA1B1CD13高电平“1”低电平“0”高电平“1”高电平“1”ABA1B1CD13A相脉冲B相脉冲整形整形单稳单稳B1D S R12Q3脉冲方向计数有方向端的可逆计数器A1CQ正走时，AA脉冲超超前B脉脉冲，BB方波和和A1窄窄脉冲进进入C“与非门门”，A方方波和BB1窄脉脉冲进入入D“与非门门”，则CC门和DD门分别别输出高高

34、电平和和负脉冲冲。光电脉冲冲编码器器的输出出脉冲信信号A、AA、B、BB经过差差分驱动动传输进进入CNNC装置置，为AA相信号号和B相相信号，该该两相信信号为本本电路的的输入脉脉冲。经经整形和和单稳后后变成AA1、BB1窄脉脉冲。这两个信信号使由由1、22“与非门门”组成的的“R-SS”触发器器置“0”，（此此时，QQ端输出出“0”，代表表正方向向），使使3“与非门门”输出正正走计数数脉冲。反走时， B脉冲冲超前AA脉冲，BB方波和和A1窄窄脉冲；A方波波和B11窄脉冲冲同样进进入C、 D“与非门门”，但由由于其信信号相位位不同，使使C门和和D门分分别输出出负脉冲冲和高电电平。从而将 “R-S

35、S”触发器器置“1”，（此此时，QQ端输出出“1”，代表表负方向向），使使3“与非门门”输出反反走计数数脉冲。不不论正走走、反走走，与非非门3都都是计数数脉冲输输出门、 “R-SS”触发器器的Q端端输出方方向控制制信号。5.6 编码器器5.6.1 绝绝对值编编码器1.绝对对值编码码器的种种类绝对值编编码器是是一种直直接编码码、绝对对测量的的检测装装置。与与增量脉脉冲编码码器不同同，它是是通过读读取绝对对编码盘盘、编码码尺（通通称为码码盘）的的代码（图图案）信信号指示示绝对位位置。电电源切除除后，位位置信息息不丢失失，也没没有积累累差。从编码器器使用的的计数制制来分类类，有二二进制编编码、二二进

36、制循循环码（葛葛莱码）、余余三码和和二一十十进制码码等编码码器。从结构原原理来分分类，有有接触式式、光电电式和电电磁式等等绝对值值式编码码器。2.结构构及工作作原理绝对式编编码器通通过读取取编码盘盘上的图图案来表表示数值值。其结结构及工工作原理理是：图中空白白的部分分透光，用用“0”表示，涂涂黑的部部分不透透光，用用“1”表示。二进制编编码器的的主要缺缺点是图图案转移移点不明明确，将将在使用用中产生生较多的的误差葛莱编码码盘是改改进后的的，它的的特点是是每相邻邻十进制制数之间间只有一一位二进进制码不不同。因因此，图图案的切切换只用用一位数数进行。所所以能把把误读控控制在一一个数单单位之内内，提

37、高高了可靠靠性绝对值式式编码器器一般都都做成二二进制编编码，码码盘的图图案由若若干同心心圆环（码码道）组组成。码码道的数数量与二二进制的的倍数相相同。靠靠近圆心心的码道道代表高高倍数码码，越往往外倍数数越低，最最外圈是是最低位位。复习题1.数控控检测装装置有哪哪几类？常用的的数控检检测装置置有哪些些？作用用是什么么？2.直线线光栅的的工作原原理是什什么？画画出光栅栅检测四四倍频位位移数字变变换电路路原理图图及波形形图，并并简述工工作过程程。3.说明明光电脉脉冲编码码器的结结构、工工作原理理及其应应用场合合。4.画出出光电脉脉冲编码码器的检检测电路路原理图图及波形形图，并并简述工工作过程程。27