感应同步器的组成和特点

感应同步器是什么

感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点分为直线式和旋转式（圆盘式）两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由定子和转子组成。前者用于测量直线位移，用于全闭环伺服系统，后者用于测量角位移，用于半闭环伺服系统。

感应同步器的工作原理

感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的。可用来测量直线或转角位移。测量直线位移的称长感应同步器，测量转角位移的称圆感应同步器。长感应同步器由定尺和滑尺组成。圆感应同步器由转子和定子组成。这两类感应同步器是采用同一的工艺方法制造的。一般情况下。首先用绝缘粘贴剂把铜箔粘牢在金属（或玻璃）基板上，然后按设计要求腐蚀成不同曲折形状的平面绕组。这种绕组称为印制电路绕组。定尺和滑尺，转子和定子上的绕组分布是不相同的。在定尺和转子上的是连续绕组，在滑尺和定子上的则是分段绕组。分段绕组分为两组，布置成在空间相差90°相角，又称为正、余弦绕组。感应同步器的分段绕组和连续绕组相当于变压器的一次侧和二次侧线圈，利用交变电磁场和互感原理工作。安装时，定尺和滑尺，转子和定子上的平面绕组面对面地放置。由于其间气隙的变化要影响到电磁耦合度的变化，因此气隙一般必须保持在0.25±0.05mm的范围内。工作时，该电动势随定尺与滑尺（或转子与定子）的相对位置不同呈正弦、余弦函数变化。再通过对此信号的检测处理，便可测量出直线或转角的位移量。

感应同步器的组成

直线感应同步器

直线感应同步器由定尺和滑尺组成。定尺和滑尺由基板、绝缘和绕组三部分组成。其中，滑尺绕组的外面包有一层与绕组绝缘的接地屏蔽层。基板常采用导磁材料，其膨胀系数与所安装的主体相同（如优质碳素结构钢）；绕组用电解铜销腐蚀制成；绝缘材料一般选用酚醛玻璃环氧丝布和聚乙烯醇缩丁醛胶或用聚酰胺作固化剂的环氧树脂，这此材料黏着力强、绝缘性好。屏蔽层用铝箱或铝膜制成，起静电屏蔽作用。定尺远比滑尺长，安装时必保证滑尺绕组全部覆盖定尺的绕组定尺上是连续绕组，滑尺1是分段绕组，分正强和余弦两部分，在空间相差90°电角度，即1/4周期。

旋转感应同步器

旋转感应同步器由定子和转子组成，转子相当于直线感应器的定尺。定子相当于滑尺，形状是调片形。其定子和转子也同时由基板、绝缘层、绕组三部分组城基板呈环状，材料为硬铝、不锈钢或玻璃。定子和转子绕组的制造工艺与直线感应同步器相同。目前，圆感应同步器的直径一般50mm，76mm，178mm和302mm四种，径向绕组导体数（即极数）有180极、360极、512极、720极和1080极五种。在极数相同的情况下，圆感应同步器的直径越大，其精度越高。转子绕轴旋转，通常采用导电环直接耦合输出，或者通过耦合变压器，将转子的一次感应电动势经气隙耦合到定子二次侧输出。

感应同步器的特点

①具有较高的精度与分辨力。其测量精度首先取决于印制电路绕组的加工精度，温度变化对其测量精度影响不大。感应同步器是由许多节距同时参加工作，多节距的误差平均效应减小了局部误差的影响。目前长感应同步器的精度可达到±1.5μm，分辨力0.05μm，重复性0.2μm。直径为300mm的圆感应同步器的精度可达±1″，分辨力0.05″，重复性0.1″。

②抗干扰能力强。感应同步器在一个节距内是一个绝对测量装置，在任何时间内都可以给出仅与位置相对应的单值电压信号，因而瞬时作用的偶然干扰信号在其消失后不再有影响。平面绕组的阻抗很小，受外界干扰电场的影响很小。

③使用寿命长，维护简单。定尺和滑尺，定子和转子互不接触，没有摩擦、磨损，所以使用寿命很长。它不怕油污、灰尘和冲击振动的影响，不需要经常清扫。但需装设防护罩，防止铁屑进入其气隙。

④可以作长距离位移测量。可以根据测量长度的需要，将若干根定尺拼接。拼接后总长度的精度可保持（或稍低于）单个定尺的精度。目前几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量，大多采用感应同步器来实现。

⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。由于感应同步器具有上述优点，长感应同步器目前被广泛地应用于大位移静态与动态测量中，例如用于三坐标测量机、程控数控机床及高精度重型机床及加工中测量装置等。圆感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。