光柵是利用光的透射、衍射現象進(jìn)行工作的光學(xué)元件。光柵檢測裝置應用較多,它的測量精度可達正負μm,具有精度高、響應速度快、量程寬等優(yōu)點(diǎn)。光柵有直線(xiàn)光柵和圓光柵,分別用來(lái)測直線(xiàn)位移和角位移。
1.光柵檢測裝置的結構
光柵裝置的結構是由標尺光柵和指示光柵組成,在標尺光柵和指示光柵上都有密度相同的許多,稱(chēng)為光柵條紋,光柵條紋的安度一般為每毫米25、50、100、250條,對于透射光柵,則此該線(xiàn)不我(對于反射光柵,這此線(xiàn)不反光),光線(xiàn)由兩線(xiàn)之間窄面透射(或反射回來(lái))。
2.光柵測量裝置的工作原理
把指示光柵平行放在標尺光柵側面,并使它們的線(xiàn)相對傾斜一個(gè)很小角度θ,光放在標尺光柵另一側面(以航向油印機為例)。當光線(xiàn)通過(guò)它們時(shí),在指示油印機上會(huì )產(chǎn)生匪爾條紋,莫爾條紋是明暗相間的條紋。當指示油印機移動(dòng)時(shí),匪爾條紋移動(dòng),移動(dòng)方向幾乎與光柵移動(dòng)方向垂直,指示油印機相對標尺光柵稱(chēng)動(dòng)一個(gè)刻線(xiàn)距離,匪爾條紋也稱(chēng)動(dòng)一個(gè)莫爾條紋間距。莫爾條紋間距與線(xiàn)間距關(guān)系W≈P/θ式中,W為莫爾條紋間距;P兩刻線(xiàn)間距;θ為兩尺間相對傾斜角(rad)。
莫勻條紋具有放大效應,若P=0.01mm,θ=0.001,則W=10mm,相當于把兩尺刻線(xiàn)距離放大了1000位。光電元件同指示油印機同起移動(dòng)。當移動(dòng)時(shí),光電無(wú)件接收光線(xiàn)受莫爾條紋影響呈正弦規律變貨,因此光電元件產(chǎn)生按正弦規律變化的電流(電壓0。能過(guò)分析的電流或電壓的變化規律可以測量移動(dòng)部件的位移、速度及移動(dòng)方向。
直流伺服電動(dòng)機的結構,主要包括三個(gè)部分。
定子:磁場(chǎng)由的磁極產(chǎn)生。根據產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式,直流伺服電動(dòng)機可分為永磁式和他勵式。永磁式磁極由永磁材料制成他勵式磁極由沖壓硅鋼片又疊成,外繞線(xiàn)圈,通以直流電流產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。
轉子:轉子由硅鋼疊成,表面嵌有線(xiàn)圈,通以直流電時(shí),在定子磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生帶動(dòng)負載旋轉的電磁轉矩。
電刷與換向片:為使產(chǎn)生的電磁轉矩保持恒定的方向,轉子能沿因定的方向均勻連續旋轉,電刷與外加直流電源相接,換向片與電樞導體相接。
從實(shí)際運行考慮,直流伺服電動(dòng)機引入了機械換向裝置。其成三高] 故障多、維護困難,經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花而影響生產(chǎn),并對其他設備產(chǎn)生電磁干擾。同時(shí)機械拘役器的換向能力限制了電動(dòng)機的容量和速度。電動(dòng)機的電樞在轉子上,使得電動(dòng)機效率低、散熱差。為了改變換向能力,減小電樞的漏感,短粗,影響了系統的動(dòng)態(tài)性能。