感應同步器是什么

感應同步器是一種電磁式位置檢測元件，按其結構特點分為直線式和旋轉式（圓盤式）兩種。直線式感應同步器由定尺和滑尺組成；旋轉式感應同步器由定子和轉子組成。前者用于測量直線位移，用于全閉環伺服系統，后者用于測量角位移，用于半閉環伺服系統。

感應同步器的工作原理

感應同步器是利用兩個平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理組成的。可用來測量直線或轉角位移。測量直線位移的稱長感應同步器，測量轉角位移的稱圓感應同步器。長感應同步器由定尺和滑尺組成。圓感應同步器由轉子和定子組成。這兩類感應同步器是采用同一的工藝方法制造的。一般情況下。首先用絕緣粘貼劑把銅箔粘牢在金屬（或玻璃）基板上，然后按設計要求腐蝕成不同曲折形狀的平面繞組。這種繞組稱為印制電路繞組。定尺和滑尺，轉子和定子上的繞組分布是不相同的。在定尺和轉子上的是連續繞組，在滑尺和定子上的則是分段繞組。分段繞組分為兩組，布置成在空間相差90°相角，又稱為正、余弦繞組。感應同步器的分段繞組和連續繞組相當于變壓器的一次側和二次側線圈，利用交變電磁場和互感原理工作。安裝時，定尺和滑尺，轉子和定子上的平面繞組面對面地放置。由于其間氣隙的變化要影響到電磁耦合度的變化，因此氣隙一般必須保持在0.25±0.05mm的范圍內。工作時，該電動勢隨定尺與滑尺（或轉子與定子）的相對位置不同呈正弦、余弦函數變化。再通過對此信號的檢測處理，便可測量出直線或轉角的位移量。

感應同步器的組成

直線感應同步器

直線感應同步器由定尺和滑尺組成。定尺和滑尺由基板、絕緣和繞組三部分組成。其中，滑尺繞組的外面包有一層與繞組絕緣的接地屏蔽層。基板常采用導磁材料，其膨脹系數與所安裝的主體相同（如優質碳素結構鋼）；繞組用電解銅銷腐蝕制成；絕緣材料一般選用酚醛玻璃環氧絲布和聚乙烯醇縮丁醛膠或用聚酰胺作固化劑的環氧樹脂，這此材料黏著力強、絕緣性好。屏蔽層用鋁箱或鋁膜制成，起靜電屏蔽作用。定尺遠比滑尺長，安裝時必保證滑尺繞組全部覆蓋定尺的繞組定尺上是連續繞組，滑尺1是分段繞組，分正強和余弦兩部分，在空間相差90°電角度，即1/4周期。

旋轉感應同步器

旋轉感應同步器由定子和轉子組成，轉子相當于直線感應器的定尺。定子相當于滑尺，形狀是調片形。其定子和轉子也同時由基板、絕緣層、繞組三部分組城基板呈環狀，材料為硬鋁、不銹鋼或玻璃。定子和轉子繞組的制造工藝與直線感應同步器相同。目前，圓感應同步器的直徑一般50mm，76mm，178mm和302mm四種，徑向繞組導體數（即極數）有180極、360極、512極、720極和1080極五種。在極數相同的情況下，圓感應同步器的直徑越大，其精度越高。轉子繞軸旋轉，通常采用導電環直接耦合輸出，或者通過耦合變壓器，將轉子的一次感應電動勢經氣隙耦合到定子二次側輸出。

感應同步器的特點

①具有較高的精度與分辨力。其測量精度首先取決于印制電路繞組的加工精度，溫度變化對其測量精度影響不大。感應同步器是由許多節距同時參加工作，多節距的誤差平均效應減小了局部誤差的影響。目前長感應同步器的精度可達到±1.5μm，分辨力0.05μm，重復性0.2μm。直徑為300mm的圓感應同步器的精度可達±1″，分辨力0.05″，重復性0.1″。

②抗干擾能力強。感應同步器在一個節距內是一個絕對測量裝置，在任何時間內都可以給出僅與位置相對應的單值電壓信號，因而瞬時作用的偶然干擾信號在其消失后不再有影響。平面繞組的阻抗很小，受外界干擾電場的影響很小。

③使用壽命長，維護簡單。定尺和滑尺，定子和轉子互不接觸，沒有摩擦、磨損，所以使用壽命很長。它不怕油污、灰塵和沖擊振動的影響，不需要經常清掃。但需裝設防護罩，防止鐵屑進入其氣隙。

④可以作長距離位移測量。可以根據測量長度的需要，將若干根定尺拼接。拼接后總長度的精度可保持（或稍低于）單個定尺的精度。目前幾米到幾十米的大型機床工作臺位移的直線測量，大多采用感應同步器來實現。

⑤工藝性好，成本較低，便于復制和成批生產。由于感應同步器具有上述優點，長感應同步器目前被廣泛地應用于大位移靜態與動態測量中，例如用于三坐標測量機、程控數控機床及高精度重型機床及加工中測量裝置等。圓感應同步器則被廣泛地用于機床和儀器的轉臺以及各種回轉伺服控制系統中。