1.位置檢測元件的要求和種類 

      位置伺服係統的位置控製是將插補計算的理論位置與(yu) 實際反饋位置相比較，用其差值去控製進給電機。而實際反饋位置的采集，則是由一些位置檢測裝置來完成。這些檢測裝置有旋轉變壓器、感應同步器、脈衝(chong) 編碼器、光柵、磁柵等。
對於(yu) 采用半閉環控製的位置伺服係統，其閉環路內(nei) 不包括機械傳(chuan) 動環節，它的位置檢測裝置一般采用旋轉變壓器，或高分辨率的脈衝(chong) 編碼器，裝在進給電機或者絲(si) 杠的端頭，旋轉變壓器(或脈衝(chong) 編碼器)每旋轉一個(ge) 角度，都嚴(yan) 格對應著運動機構移動的一定距離。測量了電機或絲(si) 杠的角位移，也就是間接測量了運動機構的直線位移。
對於(yu) 采用閉環控製係統的位置伺服係統，應該直接測量工作台的直線位移，可采用感應同步器、光柵、磁柵等測量裝置。由工作台直接帶動感應同步器的滑動尺度的同時，與(yu) 裝在機床床身上的定尺配合，測量出工作台的實際位置。
可見，位置測量裝置是位置伺服係統的重要組成部分。它的作用是測量位移和速度，發送反饋信號，構成閉環或半閉環控製。數控機床的加工精度主要由檢　　測係統的精度決(jue) 定。
位移檢測係統能夠測量的最小位移量稱為(wei) 分辨率。分辨率不僅(jin) 取決(jue) 於(yu) 檢鋇4元件本身，也取決(jue) 於(yu) 測量線路。位置伺服係統對檢測裝置的主要要求如下：
(1)高可靠性和高抗幹擾性；(2)滿足精度和速度要求；(3)使用維護方便，適合機床運行環境；(4)成本低。
2. 感應同步器

      感應同步器是利用兩(liang) 個(ge) 平麵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，如圖10．10所示。圓感應同步器由轉子和定子組成。這兩(liang) 類感應同步器是采用同一的工藝方法製造的。一般情況下。首先用絕緣粘貼劑把鋼箔粘牢在金屬(或玻璃)基板上，然後按設計要求腐蝕成不同曲折形狀的平麵繞組。這種繞組稱為(wei) 印製電路繞組。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(wei) 兩(liang) 組，布置成在空間相差90。相角，又稱為(wei) 正、餘(yu) 弦繞組。感應同步器的分段繞組和連續繞組相當於(yu) 變壓器的一次側(ce) 和二次側(ce) 線圈，利用交變電磁場和互感原理工作。

安裝時，定尺和滑尺、轉子和定子上的平麵繞組麵對麵地放置。由於(yu) 其闊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(0.25~0．05)mm的範圍內(nei) 。工作時，如果在其中一種繞組上通以交流激勵電壓，由於(yu) 電磁耦合，在另一種繞組上就產(chan) 生感應電動勢，該電動勢隨定尺與(yu) 滑尺(或轉子與(yu) 定子)的相　　對位置不同呈正弦、餘(yu) 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。
感應同步器的優(you) 點如下：
  (1)具有較高的精度與(yu) 分辨力。其測量精度首先取決(jue) 於(yu) 印製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土1．5μm，分辨力O．05μm，重複性O．2μm。直徑為(wei) 300mm的圓感應同步器的精度可達±″分辨力O．05″，重複性O．1″

     (2)抗幹擾能力強。感應同步器在一個(ge) 節距內(nei) 是一個(ge) 絕對測量裝置，在任何時間內(nei) 都可以給出僅(jin) 與(yu) 位置相對應的單值電壓信號，因而瞬時作用的偶然幹擾信號在其消失後不再有影響。平麵繞組的阻抗很小，受外界幹擾電場的影響很小。
  (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。它不怕油汙、灰塵和衝(chong) 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，將若幹根定尺拚接。拚接後總長度的精度可保持(或稍低於(yu) )單個(ge) 定尺的精度。目前幾米到幾十米的大型機床工作台位移的直線測量，大多采用感應同步器來實現。
  (5)工藝性好，成本較低，便於(yu) 複製和成批生產(chan) 。
由於(yu) 感應同步器具有上述優(you) 點，長感應同步器目前被廣泛地應用於(yu) 大位移靜態與(yu) 動態測量中，例如，用於(yu) 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於(yu) 機床和儀(yi) 器的轉台以及各種回轉伺服控製係統中。
3. 光電脈衝(chong) 編碼器編碼器如以信號原理來分，有增量型編碼器和絕對型編碼器。下麵以增量型編碼器為(wei) 例作簡要說明。

      1)工作原理由圖10．11所示，由一個(ge) 中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D。每個(ge) 正弦波相差90。相位差(相對於(yu) 一個(ge) 周波為(wei) 360°)，將C、D信號反向，疊加在A、B兩(liang) 相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個(ge) z相脈衝(chong) 以代表零位參考位。
由於(yu) A、B兩(liang) 相相差90°，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與(yu) 反轉，通過零位脈衝(chong) ，可獲得編碼器的零位參考位。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線·其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由於(yu) 金屬有一定的厚度，精度就有限製，其熱穩定性就要比玻璃的差一個(ge) 數量級，塑料碼盤是經濟型的，其成本低，但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。#p#分頁標題#e#
編碼器以每旋轉360。提供多少個(ge) 通或暗刻線稱為(wei) 分辨率，也稱解析分度，或直接稱多少線，一般為(wei) 每分鍾5～10 000線。

 
2)．信號輸出信號輸出有正弦波(電流或電壓)，方波(TTL、HTL)，集電極開路(PN~P、NPN)，推拉式多種形式，其中TrI_為(wei) 長線差分驅動(對稱A、A-，B、B，z、Z)，HTIL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設備接口應與(yu) 編碼器對應。
編碼器的脈衝(chong) 輸出信號一般連接到計數器、PLC、計算機，PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與(yu) 高速模塊之分，開關(guan) 頻率有低有高。
如單相聯接，用於(yu) 單方向計數，單方向測速。A、B兩(liang) 相聯接，用於(yu) 正反向計數、判斷正反向和測速。A、B、z三相聯接，用於(yu) 帶參考位修正的位置測量。
A、A，B、B_，z、Z連接，由於(yu) 帶有對稱負信號的連接，電流對於(yu) 電纜貢獻的電磁場為(wei) 0，衰減最小，抗幹擾最佳，可傳(chuan) 輸較遠的距離。對於(yu) TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳(chuan) 輸距離可達150m。對於(yu) HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳(chuan) 輸距離可達300m。

　　3)．增量式編碼器的問題增量型編碼器存在零點累計誤差．抗幹擾較差，接收設備的停機需斷電記憶，開機應找零或參考位等問題，這些問題如選用絕對型編碼器可以解決(jue) 。