旋轉變壓(yā)器(qì)與光電編碼(mǎ)器(qì)是(shì)目前伺(sì)服領域應(yīng)用的測(cè)量傳感器。

　　一(yī)，伺服係(xì)統(tǒng)

　　又稱(chēng)為隨動(dòng)係統(tǒng)，精(jīng)確的(dí)跟隨或者復(fù)現(xiàn)某(mǒu)個(gè)過(guò)程(chéng)的反饋係(xì)統(tǒng)。

　　使(shǐ)物體(tǐ)的位置，方位(wèi)，狀態等(děng)輸出被(bèi)控(kòng)量(liáng)能夠(gòu)跟隨目標(biāo)（設定(dìng)）的(dí)任意(yì)變化(huà)的自動控(kòng)製係(xì)統

　　1.伺(sì)服(fú)電(diàn)機的三(sān)種(zhǒng)控(kòng)製方(fāng)式

　　①速(sù)度(dù)控(kòng)製(zhì)-模擬量

　　通(tōng)過模擬(nǐ)量的輸(shū)入或脈衝的(dí)頻率進(jìn)行轉動速(sù)度的(dí)控製。

　　②轉(zhuǎn)矩(jǔ)控(kòng)製-模(mó)擬量

　　通過(guò)改變模擬量(liáng)的設定(dìng)或通(tōng)過通(tōng)訊方(fāng)式(shì)改(gǎi)變對應的地址(zhǐ)的數(shù)值來改變設(shè)定(dìng)的力矩大小。

　　③位置控製-脈衝(chōng)量

　　通過外部輸(shū)入的脈衝(chōng)的頻率(shuài)來確定轉動速(sù)度的(dí)大小，通過(guò)脈衝的個數來確定轉動的角(jiǎo)度

　　也(yě)有些(xiē)伺服(fú)可以(yǐ)通過(guò)通訊方式直(zhí)接對(duì)速度和(hé)位(wèi)移(yí)進行賦(fù)值(zhí)

　　2.伺服(fú)電機(jī)的控(kòng)製

　　伺服(fú)電機(jī)一般(bān)為三個(gè)環(huán)控製(zhì)，就是3個閉(bì)環(huán)負反(fǎn)饋PID調節係統。

　　從(cóng)內到(dào)外分別是電流環(huán)，速(sù)度環，位(wèi)置(zhì)環。

　　3.幾(jī)個量的區別，聯(lián)係(xì)

　　①模擬量：在(zài)時(shí)間和(hé)數值(zhí)上都是連續(xù)變化的(dí)信號(hào)（比(bǐ)如(rú)電壓(yā)，電(diàn)流）。

　　經(jīng)過(guò)抽(chōu)樣(yàng)量化後就是(shì)數(shù)字量(liáng)。

　　②數(shù)字量：在(zài)時(shí)間和(hé)數值上都是離散信號(hào)。其表(biǎo)示的(dí)信號(hào)則為數(shù)字(zì)信(xìn)號(hào)

　　數字量(liáng)是由(yóu)0和(hé)1組成的信號，經過編(biān)碼(mǎ)形(xíng)成(chéng)有(yǒu)規律的信號。

　　③脈(mài)衝量：在瞬間(jiān)電壓或(huò)電流由某(mǒu)一值躍變(biàn)到另(lìng)一值的信號量。

　　在量化(huà)後(hòu)，其連續規(guī)律的變(biàn)化(huà)就是數字量(liáng)

　　如果(guǒ)其由(yóu)0變成(chéng)某一(yī)固定(dìng)值並保持不變，其就是開(kāi)關(guān)量

　　④開關(guān)量(liáng)：開關(guān)量(liáng)隻(zhī)有(yǒu)兩(liǎng)種(zhǒng)狀態，0/1，包(bāo)括開(kāi)入(rù)量(liáng)和(hé)開出(chū)量(liáng)，反映(yìng)的(dí)是狀態(tài)。

　二，旋(xuán)轉(zhuǎn)變壓器(qì)

　　簡(jiǎn)稱旋變，是一種(zhǒng)輸出(chū)電(diàn)壓隨(suí)轉子(zǐ)轉角(jiǎo)變化(huà)的(dí)信(xìn)號(hào)元件。

　　勵磁(cí)繞組以(yǐ)一定(dìng)頻率(shuài)的(dí)交流電(diàn)壓勵(lì)磁，輸出(chū)繞組的電壓幅值與轉子轉動角(jiǎo)度

　　①正餘弦函數關係 ，②或保(bǎo)持一(yī)定比(bǐ)例關係(xì)，③或成綫性(xìng)關係（一(yī)定(dìng)轉角(jiǎo)範(fàn)圍(wéi)）

　　1.磁(cí)阻式旋轉(zhuǎn)變壓器

　　①磁阻(zǔ)式旋轉變壓器輸出繞組的電壓幅(fú)值與轉子(zǐ)轉角(jiǎo)成(chéng)正餘(yú)弦函數(shù)關係(xì)。

　　②勵磁繞組(zǔ)和輸出(chū)繞組安(ān)裝(zhuāng)在定子(zǐ)槽(cáo)，勵磁繞組和(hé)輸(shū)出繞組的繞(rào)綫(xiàn)不一(yī)樣。

　　③兩(liǎng)相(xiāng)的輸出信號彼此相差90度。電壓幅(fú)值與(yǔ)轉角作(zuò)正餘(yú)弦(xián)變(biàn)化。

　　④轉(zhuǎn)子繞組(zǔ)隨電機旋(xuán)轉(zhuǎn)，兩個相差90度定子(zǐ)繞組固(gù)定，繞(rào)組(zǔ)就(jiù)形成(chéng)了(liǎo)一個具(jù)有(yǒu)角度依(yī)賴係(xì)數的(dí)變壓器(qì)。

　　⑤通過調(tiáo)解兩個信(xìn)號(hào)，可(kě)獲(huò)得電(diàn)機的(dí)角(jiǎo)度位(wèi)置信息(xī)。

　　2.旋變(biàn)的(dí)輸(shū)入輸出電壓 函數(shù)關(guān)係：

　　設轉(zhuǎn)子轉動(dòng)的(dí)角(jiǎo)度為θ，勵磁頻(pín)率(shuài)為f，Ea為(wéi)信(xìn)號(hào)幅度，時間為(wéi)t

　　（勵(lì)磁輸入(rù)電壓(yā)）E（r1-r2） = Ea*Sin（2π*f*t）

　　設(shè)傳(chuán)輸比為(wéi)K，設(shè)轉(zhuǎn)子偏離原點角度為θ

　　（繞(rào)組(zǔ)輸出電(diàn)壓）E（s1-s3） = K*Ea*Sin（2π*f*t）Cosθ

　　（繞(rào)組(zǔ)輸(shū)出電壓）E（s2-s4） = K*Ea*Sin（2π*f*t）Sinθ

　　旋轉(zhuǎn)變壓(yā)器(qì)的變壓(yā)比：是指在(zài)規(guī)定(dìng)勵磁條件(jiàn)下(xià)，最大(dà)空載(zǎi)輸出電(diàn)壓的(dí)基(jī)波(bō)分量與勵(lì)磁電壓的基波分量之比(bǐ)。

　　三(sān)，光電(diàn)編碼(mǎ)器　　

光電(diàn)編(biān)碼器的主要工作(zuò)原理為光電轉換，是(shì)一種(zhǒng)通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將(jiāng)輸出軸的機(jī)械(xiè)幾何(hé)位(wèi)移量(liáng)轉換為脈衝(chōng)或(huò)數字(zì)量的傳感(gǎn)器(qì)。

　　構成：光柵盤(pán)和光(guāng)電檢測裝(zhuāng)置

　　工(gōng)作(zuò)原(yuán)理：光柵盤與(yǔ)電(diàn)動機(jī)同軸使電機旋(xuán)轉(zhuǎn)帶動(dòng)光(guāng)柵盤旋轉(zhuǎn)，光(guāng)電檢測裝置(zhì)輸出(chū)脈(mài)衝信號(hào)，根據該信號計算(suàn)轉速。

　　種類：刻度方法(fǎ)和信(xìn)號輸出(chū)形式(shì)的(dí)不(bù)同可(kě)分為(wéi)增量(liáng)型，絕對型(xíng)和混合型(xíng)。

　　1.增量(liáng)式編碼器

　　①工(gōng)作(zuò)原(yuán)理(lǐ)：光(guāng)電轉(zhuǎn)換(huàn)

　　②輸(shū)出(chū)的是(shì)A，B，Z三組方波(bō)脈衝，其中A，B兩脈(mài)衝(chōng)相位差相(xiāng)差(chà)90度(dù)以判斷電動機(jī)的(dí)旋(xuán)轉方向，Z脈衝(chōng)為每(měi)轉一(yī)個脈(mài)衝以便於基準(zhǔn)點(diǎn)的定(dìng)位(wèi)。

　　2. 絕對(duì)式編碼器

　　①工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)：光電轉換

　　②但其(qí)輸出(chū)的是數字(zì)量(liáng)，在(zài)碼(mǎ)盤上有(yǒu)若(ruò)幹同(tóng)心碼(mǎ)道(dào)，碼道(dào)由透(tòu)光和不透光的扇形區(qū)間交(jiāo)叉(chā)構成，碼道數(shù)是其(qí)碼盤(pán)的二進製數碼(mǎ)位(wèi)數，碼(mǎ)盤的(dí)兩(liǎng)側(cè)是(shì)光(guāng)源和光(guāng)敏元件(jiàn)，碼盤位置的不(bù)同(tóng)光(guāng)敏元(yuán)件受(shòu)光情況不同輸出不同二(èr)進製數，來(lái)判(pàn)斷(duàn)碼盤位(wèi)置(zhì)。

　　四，小結(jié)

　　①光(guāng)電編碼器直接輸(shū)出(chū)數字信號(hào)，處理簡(jiǎn)單(dān)，容易提高分(fēn)辨(biàn)率，缺點不耐(nài)衝(chōng)擊，不耐(nài)高溫，易受(shòu)輻(fú)射(shè)幹擾(rǎo)。

　　②旋轉變壓器具(jù)有耐衝擊，耐高溫，耐(nài)油(yóu)汙，高可靠(kào)，長壽命等優點(diǎn)，其(qí)缺(quē)點是(shì)輸出為調製的(dí)模擬信號，輸出(chū)信號(hào)解(jiě)算較復雜(zá)。