高精度測(cè)角系統(tǒng)及編碼器 -- 圓感應(yīng)同步器
產(chǎn)品簡(jiǎn)介 Product introduction
高精度測(cè)角系統(tǒng)及編碼器的傳感探頭是圓感應(yīng)同步器，圓感應(yīng)同步器是一種電磁感應(yīng)位置檢測(cè)元件，由定、轉(zhuǎn)子兩個(gè)分部件組成，通過(guò)定、轉(zhuǎn)子多極平面繞組的互感隨位置變化的電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)高精度角度測(cè)量。圓感應(yīng)同步器是一種以金屬為基體的傳感元件，從而使得基于它的整個(gè)測(cè)角系統(tǒng)具有較高的可靠性，基于圓感應(yīng)同步器的高精度測(cè)角系統(tǒng)的特性主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
（1） 測(cè)角精度高，可達(dá)到±3″（峰峰值6″）。
（2） 對(duì)溫度的影響不敏感，可在-40°~+85°的溫度范圍內(nèi)工作，
其中傳感器探頭部分可承受不低于-55°~+100°的工作溫度。
（3） 耐強(qiáng)沖擊，振動(dòng)。
（4） 耐真空，可在1×10-3Pa的真空環(huán)境下正常工作。
（5） 耐油、液體、灰塵、污垢、鹽霧等。
鑒于圓感應(yīng)同步器的諸多優(yōu)點(diǎn)，基于它的測(cè)角系統(tǒng)在歷來(lái)為多場(chǎng)合角度傳感器的，尤其在美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家的航空航天領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。世界聞名的哈勃望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部就采用了圓感應(yīng)同步器作為角度傳感元件。
基于圓感應(yīng)同步器的高精度測(cè)角系統(tǒng)及編碼器可廣泛應(yīng)用在如下領(lǐng)域：
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、各類機(jī)床設(shè)備、慣導(dǎo)測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)、電機(jī)、天文望遠(yuǎn)鏡、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等。
工作原理 Working principle
一、測(cè)角系統(tǒng)
測(cè)角統(tǒng)包括傳感探頭以及處理電路（含測(cè)角盒與前放盒）兩個(gè)部件，傳感探頭即圓感應(yīng)同步器，其基體為鋁材，又包括定子、轉(zhuǎn)子兩部分，其中定子安置在固定位置上，轉(zhuǎn)子安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，通過(guò)轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所引起的電磁信號(hào)變化進(jìn)行角度的測(cè)量。
測(cè)角系統(tǒng)工作時(shí)，輸出代表角度值的RS422串口信號(hào)（或A、B、Z相脈沖信號(hào)），傳感器每周有一個(gè)機(jī)械零位（選擇RS1或ZS1觸發(fā)通信模式即可實(shí)現(xiàn)此功能）。
主要性能指標(biāo)：
（1） 測(cè)角精度：±3″~±15″（峰峰值6″~30″）
（2） 轉(zhuǎn)角范圍：360°連續(xù)
（3） 工作溫度：0℃~50℃（C級(jí)）；-20℃~55℃（I級(jí)）
1.1系統(tǒng)組成
圖1.1 測(cè)角系統(tǒng)組成圖
1.2產(chǎn)品使用說(shuō)明及參數(shù)規(guī)格表
1、傳感器探頭； 2、線纜L1； 3、線纜L2；
4、前放盒； 5、線纜L3； 6、測(cè)角盒；
7、線纜L4。 （1~7各部件在測(cè)角系統(tǒng)中的分布可見(jiàn)圖1.1）
（1） 傳感探頭分為兩部分：定子和轉(zhuǎn)子，其中定子安裝在固定臺(tái)體上，轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)軸上，傳感探頭的信號(hào)輸出端在定子上，
激勵(lì)端根據(jù)具體傳感探頭型號(hào)可在轉(zhuǎn)子上，也可在定子上。
（2） 傳感探頭上的激勵(lì)端通過(guò)線纜L1與前放盒連接；傳感探頭上的信號(hào)輸出端通過(guò)線纜L2與前放盒連接。
（3） 前放盒通過(guò)線纜L3與測(cè)角盒連接，測(cè)角盒引出線纜L4（電源）及DB15通信端子。
客戶端的電源線纜L4及DB15通信端子接線定義如下：
表1.1 電源線纜L4接線定義表
插頭號(hào) | 信號(hào) | 說(shuō)明 |
1 | V+ | 輸入電源正端9~36V（<600ma） |
2 | V- | 輸入電源負(fù)端 |
表1.2 DB15通信端子接線定義表
插頭號(hào) | RS通信模式（RS422） | ZS通信模式(三相脈沖) | ||
信號(hào) | 說(shuō)明 | 信號(hào) | 說(shuō)明 | |
1 | T422- | 數(shù)據(jù)-（RS422格式） | A- | A相負(fù)脈沖 |
2 | T422+ | 數(shù)據(jù)+（RS422格式） | A+ | A相正脈沖 |
3 | CLOCK- | 外同步接收脈沖- | B- | B相負(fù)脈沖 |
4 | CLOCK+ | 外同步接收脈沖+ | B+ | B相正脈沖 |
5 | NC | 空 | Z- | Z相負(fù)脈沖 |
6 | NC | 空 | Z+ | Z相正脈沖 |
7~13 | NC | 空 | NC | 空 |
14 | SIN | SIN信號(hào) | SIN | SIN信號(hào) |
15 | AGND | 信號(hào)參考地 | AGND | 信號(hào)參考地 |
注：（1）串口輸出線應(yīng)自制，其中T422-、T422+、CLOCK-、CLOCK+（或A-、A+、
B-、B+、Z-、Z+）要用雙絞屏蔽線（屏蔽層接外殼），輸出線中不要引出SIN信號(hào)
（14腳）和AGND信號(hào)（15腳）。
（2）CLOCK-、CLOCK+屬于一對(duì)差分信號(hào)，其電平信號(hào)與RS422/485兼容。
（3）SIN信號(hào)(14腳)與信號(hào)參考地（15腳）作為測(cè)試引腳，便于用戶監(jiān)測(cè)當(dāng)前模擬信號(hào)；
表1.3 傳感探頭型號(hào)及精度一覽表（型號(hào)前有×表示為無(wú)刷型；無(wú)×表示為轉(zhuǎn)子出線型）
型號(hào) | 定 子（mm） | 轉(zhuǎn) 子(mm) | 氣隙(mm) | 精度等級(jí) （A1/A2） | |||||||||
DS | LS | dS | GS | HS | DR | LR | dR | GR | HR | h | |||
T2 | 58 | 52 | 20 | 2.5 | 5 | 42 | 15 | 8 | 2.5 | 5 | 0.15~0.22 | ±10″（峰峰值20″） /±15″（峰峰值30″） | |
T3 | 78 | 70 | 26 | 3.5 | 5 | 58 | 18 | 12 | 3.5 | 5 | 0.15~0.22 | ±7″/ ±10″ | |
T4 | 100 | 92 | 36 | 3.5 | 6 | 80 | 30 | 24 | 3 | 6 | 0.15~0.22 | ±6″/±8″ | |
T6 | 156 | 148 | 68 | 3.5 | 10 | 133 | 58 | 48 | 3.5 | 10 | 0.15~0.22 | ±4″/±6″ | |
×T6 | 150 | 140 | 56 | 3.5 | 10 | 126.5 | 51 | 42 | 3.5 | 10 | 0.15~0.22 | ±4″/±6″ | |
T7 | 180 | 168 | 76 | 5.5 | 10 | 151 | 65 | 54 | 5.5 | 10 | 0.18~0.25 | ±3″/±5″ | |
×T7A | 180 | 168 | 76 | 5.5 | 10 | 151 | 65 | 54 | 5.5 | 10 | 0.16~0.23 | ±4″/±6″ | |
×T7B | 180 | 168 | 56 | 5.5 | 10 | 151 | 50 | 42 | 4.5 | 10 | 0.16~0.23 | ±3″/±5″ | |
T9 | 224 | 210 | 106 | 5.5 | 10 | 191 | 90 | 76 | 5.5 | 10 | 0.18~0.25 | ±3″/±5″ | |
×T9 | 224 | 213 | |||||||||||
