感应同步器的工作原理是什么？其应用范围介绍

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。它们的工作原理都与旋转变压器相似。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。其中，测量直线位移的称为直线感应同步器(或称长感应同步器)，测量转角位移的称为侧感应同步器(或称旋转式感应同步器)。同步器具有测聚精度和分辨力高，抗干扰能力强，受环境影响小、使用寿命长、维护简单，可拼接成各种测量长度且能保持单元精度，工艺性好、成本较低，便于复制和成批生产等优点。因此，同步器广泛地应用于大型机床和中型机床上，作为数字位移提供显示或控制装置。

感应同步器的工作原理是，滑尺的两个绕组中的任一绕组通以交变激磁电压时，由于电磁效应，定尺绕组上必然产生相应的感应电势。感应电势的大小取决于滑尺相对于定尺的位置。给出了滑尺绕组(滑尺)相对于定尺绕组(定尺)处于不同的位置时，定尺绕组中感应电势的变化情况。A点表示滑尺绕组与定尺绕组重合，这时定尺绕组中的感应电势最大;如果滑尺相对于定尺从A点逐渐向左(或右)平行移动，感应电势就随之逐渐减小，在两绕组刚好错开1/4节距的位置B点，感应电势减为零;若再继续移动，移到1/2节距的C点，感应电势相应地变为与A位置相同，但极性相反，到达3/4节距的D点时，感应电势再一次变为零;其后，移动了一个节距到达E点，情况就又与A点相同了，相当于又回到了A点。这样，滑尺在移动一个节距的过程中，感应同步器定尺绕组的感应电势近似于余弦函数变化了一个周期。

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。

感应同步器已被广泛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心测量装置等。感应同步器利用电磁耦合原理实现位移检测具有明显的优势：可靠性高，抗干扰能力强，对工作环境要求低，在没有恒温控制和环境不好的条件下能正常工作，适应于工业现场的恶劣环境;光栅传感器是依靠光电学机理实现位移量检测，其分辨率高，测量精确，安装使用方便。封闭式的光栅传感器对工作环境适应性强、光栅传感器性能价格比的提高和技术复杂性的降低使其在测长方面有比感应同步器更普遍的应用。