其他传感器：探究传感器的多元应用

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：在焊接自动化中，还经常用到光栅尺、光电编码器、测速发电机等传感器。通过对其相位差的检测，可以检测物体的移动方向。增量编码器又称为脉冲盘式数字传感器或脉冲盘式编码器。图5-2-19 绝对编码器的结构3.测速发电机测速发电机是一种将机械转速变换为与转速成正比的电压信号的传感器。

在焊接自动化中，还经常用到光栅尺、光电编码器、测速发电机等传感器。

1.光栅尺

光栅尺是用于检测直线运动物体位移和速度的传感器。它的结构如图5-2-18a所示。它由移动光栅、固定光栅、光源和受光元件组成。

在检测位移时，光源通过在光栅尺上按固定间隔排列的栅缝，断续地将光照射到对面的光敏二极管上，光敏二极管上将产生相应的脉冲信号，通过对光敏二极管产生的脉冲信号进行计数，可以检测物体移动的距离。

测量速度时，一般采用增量方式，即通过固定时间内对光敏二极管产生的脉冲信号进行计数来测量物体移动的速度。

通过在固定光栅板上配置两个能产生1/4间距相位差的栅缝，可得到两相脉冲输出信号，如图5-2-18所示。通过对其相位差的检测，可以检测物体的移动方向。

图5-2-18 光栅尺的结构及测量原理

a）位移量检测 b）位移方向检测

2.光电编码器

绝对编码器的结构如图5-2-19所示。编码器由光源、光电器件、固定光栅和活动光栅盘组成。光源和光电器件采用发光二极管。光栅盘是圆形的，有若干个同心圆环区间。

增量编码器又称为脉冲盘式数字传感器或脉冲盘式编码器。该编码器的动光栅盘与光栅尺相类似，只是变为圆形和旋转运动。动光栅盘又称为脉冲盘，只有一条黑白相间的码道。当光源射出的平行光照射在码盘的透光区时，光通过透光区，再通过固定光栅照射到光敏二极管上，光敏二极管输出高电平信号（“1”）；当光照射在码盘上的不透光区时，光被隔离，光敏二极管上不受光，输出低电平（“0”），从而形成一组光、电脉冲信号。通过计量增量编码器输出的脉冲数，可以检测旋转物体的旋转角度、速度和位移。

图5-2-19 绝对编码器的结构

3.测速发电机

测速发电机是一种将机械转速变换为与转速成正比的电压信号的传感器。交流测速发电机有同步和异步之分。直流测速发电机可分为电磁式和永磁式两种。永磁式直流测速发电机的工作原理如图5-2-20a所示。永磁式直流测速发电机的定子产生恒定磁场，当转子在磁场中旋转时，电枢线圈中产生交变电动势，经换向器和电刷转换成与转子速度成正比的直流电动势。

图5-2-20 永磁式直流测速发电机的工作原理

a）电路原理图 b）输出特性曲线

直流测速发电机的输出曲线如图5-2-20b所示。当负载电阻R_L趋于无穷大时，其输出电压U_O与转速n成正比。随着负载电阻R_L变小，输出电压下降，而且输出电压与转速之间并不能严格保持线性关系。

其他传感器：探究传感器的多元应用

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