直线式感应同步器

曾乐乐

摘 要：直线式感应同步器是一种电磁感应式传感元件。用来检测机械直线位移，采用鉴幅和鉴相的方式对感应同步器输出信号加以变换位移变成电信号。

关键词：直线位移；电磁感应；三重型

直线式感应同步器是一种电磁感应式传感元件。用来检测机械位移，其具有精度高、运行可靠、使用寿命长、调整方便等特点，广泛应用于航海、航天、军事设备机械制造等部门。

1 感应同步器结构

在直线式的感应同步器定尺滑尺同样是基板、绝缘层、绕组购成，屏蔽层覆盖在滑尺绕组上，基板采用低碳钢作成。这些钢件的热膨胀系数相近，以减少温度误差，考虑到接长的要求和安装方便，可将定尺绕组做成连续式，而将滑尺绕组做成分段式。

分段式绕组由2K组导体组组成，每组可由M根有效导体及相应的端部串联构成。定尺远比滑尺长。其中被全部滑尺组所覆盖的。组装好的直线式感应同步器其定尺与导轨母线相平行，且与滑尺保持有均匀的狭小气隙，保持持在0.2-03mm间隙。

根据不同的运行方式、精度要求、测量范围、安装条件等，可将同步器设计成各种不同的尺寸型状种类：1）标准型——精度高采用最普遍。2）窄型——用于安装尺寸受限的设备。3）带型——适用于安装表面不易加工的设备上。4）三重型——在一根尺上有粗中精三種绕组，以便构成绝对坐标系统。

2 感应同步器工作方式

从上面可以看出，采用鉴幅和鉴相的方式对感应同步器输出信号加以变换后转角和位移变成电信号。但这个电信号只是反映了一个空间周期内任一转角位移的变化不能辨别是哪一个极下的，因而在测量这个信号时就要采用增量法，构成相对坐标系统来解决。但在某些场合却要绝对零位系统，解决这个问题的途径是设计三重型直线感应同步器。

3 绝对是感应同步器

所谓三重型就是在一副定滑尺寸基板上，分别有三套不同极数极距的感应同步器。其中短极距感应同步器与标准型的结构一样，极距为1毫米，重复周期为2毫米用于精测中长极距感应同步器采用斜绕组结构，极距为分别为50毫米和2000毫米（周期分别为100毫米和4000毫米）用于粗测。基本原理是定尺绕组由平行导体串联而成。导体中心距τ，与定尺导体轴线与滑尺的运动轴线之间的夹角为ξ，滑尺的两个绕组分别由两根与运动方向平行的导体串联而成。而绕组的中心线相距τ2。如将定尺绕组激磁则滑尺绕组两相中将感应电势，其大小随位置而定，当绕组的中心点o1和o2处于定尺导体中心线时，绕组感应电势为零，当处于定子两相邻导体之间的感应电势达最大，所以感应电势是以2τ为周期变化的，τ是斜绕组的极距可表示为τ=ttanξ ，只要改变角度ξ，便可设计出满足极距长度要求的直线式感应同步器。