西门子6ES7223-1PH22-0XA8使用手册

     感应同步器是利用两个平面绕组的电磁感应原理来检测位移的精密传感器，目前已被广泛应用于自动化测量和控制系统中。按其用途不同可分为直线式和圆盘式感应同步器两大类。前者用于测量直线位移，后者用于测量角位移。 
     感应同步器分为直线式和旋转式(圆盘式)两种基本类型，直线式用于测量直线位移，旋转式用于测量角位移，它们的基本工作原理是相同的。
     直线式感应同步器是由可以相对移动的滑尺和定尺(对于直线式)或转子和定子(对于旋转式)组成，它们的截面结构如图1所示。基板材料一般采用低碳钢或者玻璃等非导磁材料。加工后的基板上粘贴绝缘层和铜箔，绝缘层和铜箔要求厚度均匀和平整。一般在保证绝缘强度条件下，绝缘层越薄越好(＜0.1mm)，铜箔厚度为0.04mm～0.05mm。采用玻璃基板时则用真空蒸镀铝或银，再用光刻和化学腐蚀工艺将铜箔或铝膜蚀刻成需要的图形。*后进行表面防护处理，在滑尺表面贴上一层铝箔，以防止静电感应。

图1 直线式感应同步器截面结构及绕组图形
1-基板 2-绝缘层 3-导片 4-耐腐绝缘层 5-绝缘粘合剂 6-铝箔

      典型的直线感应同步器的定尺长度为250 mm，分布着周期W为2mm的连续绕组。滑尺长100mm，分布着交替排列的两个绕组——正弦绕组和余弦绕组，它们的周期相等，相位差为90°电角度，即位置上相差W／4的距离。

     直线感应同步器有标准型、窄型和带型几种型式。标准型感应同步器是其中精度*高的一种，使用也*广泛；窄型感应同步器的定尺和滑尺宽度都只有标准的一半，主要用于位置受到限制的场合。因它的宽度窄，耦合情况不如标准型，精度也较低，当设备上的安装面不易加工时，可采用带型感应同步器。定尺绕组用照相腐蚀法印制在钢带上，滑尺预先安装好调整好并封装在一个盒子里，通过支架与机体连接。由于钢带两端固定点可随设备伸缩，故能减小由于热变形而产生的测量误差。

     当量程较大时，可将标准型和窄型感应器同步器的定尺拼接使用，带型定尺不需要拼接，但由于其刚性较差，机械安装参数不易保证，其测量精度也比标准型低。

     磁头、磁尺与专用的磁栅数显表配合，可以用于自动化控制系统中的检测元件(线位移)。例如在三坐标测量机、程控数控机床及高精度重、中型机床控制系统中的测量装置，均得到了应用。图1所示为上海机床研究所生产的WCB微机磁栅数显表的原理框图。

图1 WCB 磁栅数显表原理框图

1．磁栅的信号检出电路
     它由磁头的输入（励磁）电路和磁头的输出电路构成。
    磁头的输入电路包括8MHz晶体振荡器、分频器、低通滤波器和功率放大器四部分构成。
    磁头的输出电路由磁头放大器（包括幅度微调、求和电路等）、带通滤波器和放大器等几个部分构成。
2. 鉴相内插细分电路
    它由限幅整形、相位微调、同步电路、信号分频器、位置脉冲形成、鉴相分频器、鉴相触发器和相位脉冲门等组成。

1.磁栅的组成
      磁栅式传感器是由磁栅(简称磁尺)、磁头和检测电路组成。如图1所示，磁尺是用非导磁性材料做尺基，在尺基的上面镀一层均匀的磁性薄膜，录上一定波长的磁信号。磁信号的波长又称节距，用W表示。在N与N、S与S重叠部分磁感应强度*强，但两者极性目前常用的磁信号节距为0.05mm和0.20mm两种。

图1 磁栅传感器工作原理示意图
1-磁尺 2-尺基 3-磁性薄膜 4-铁心 5-磁头

     磁头可分为动态磁头(又称速度响应式磁头)和静态磁头(又称磁通响应式磁头)两大类。动态磁头在磁头与磁尺间有相对运动时，才有信号输出，故不适用于速度不均匀，时走时停的机床。而静态磁头在磁头与磁栅间没有相对运动时也有信号输出。
2.磁栅的类型
     磁栅分为长磁栅和圆磁栅两类。前者用于测量直线位移，后者用于测量角位移。长磁栅可分为尺形、带形和同轴形三种，一般用尺形磁栅，其外形如图2(a)所示。当安装面不好安排时，可采用带形磁栅，带形磁栅传感器如图2(b)所示。同轴形磁栅传感器如图2(c)所示，其结构特别小巧，可用于结构紧凑的场合。

图2 长磁栅传感器的类型
1-磁头 2-磁栅 3-屏蔽罩 4-基座 5-软垫