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二、感应同步器
sin
cos
节距2τ（2mm）
节距τ（）
绝缘粘胶
铜箔
铝箔
耐切削液涂层
基板(钢、铜)
滑尺
定尺
⑴直线感应同步器构造
直线感应同步器由定尺和滑尺两部分构成，其构造如图5-14所示
定尺和滑尺上的电路绕组都是用印刷电路工艺制成的矩形绕组，定尺绕组为单相持续绕组，节距为W2，一般取W2=2mm。滑尺上有两组分开的绕组，两个绕组间的距离L1应满足关系：L1= (n/2+1/4)W2，其中n为正整数。由于两绕组相差90°相位角，故分别称为正弦绕组和余弦绕组。两相绕组节距相似，均为W1，一般取W1 = W2= W。
感应同步器
⑴直线感应同步器构造
图5-15是直线感应同步器绕组构造示意图。图中上部为定尺绕组，下部为W型滑尺绕组。为了减小由于定尺和滑尺工作面不平行或气隙不均匀带来的误差，各正弦和余弦绕组交替排列。
感应同步器
具有较高的精度与辨别力。
测量长度范围不受限制。
抗干扰能力强。
使用寿命长，维护简单。
工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。
输出信号较弱，需要高放大倍数的前置放大器。
(4) 感应同步器的特点
感应同步器
感应同步器
构造与工作原理
感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置，属模拟式测量，两者工作原理相似，其输出电压随被测直线位移或角位移而变化。
感应同步器按其构造特点一般分为直线式和旋转式两种：
直线式感应同步器由定尺和滑尺构成，用于直线位移测量。
旋转式感应同步器由转子和定子构成，用于角位移测量。
以直线式感应同步器为例，简介其构造和工作原理。
直线感应同步器相称于一种展开的多极旋转变压器，其构造如图5-16所示，定尺和滑尺的基板采用与机床热膨胀系数相近的钢板制成，钢板上用绝缘粘结剂贴有铜箔，并运用腐蚀的措施做成图示的印刷绕组。长尺叫定尺，安装在机床床身上，短尺为滑尺，安装于移动部件上，两者平行放置，~。
直线感应同步器构造
U2
定尺
滑尺
余弦绕组
正弦绕组
US
Uc
感应同步器两个单元绕组之间的距离为节距，滑尺和定尺的节距均为，这是衡量感应同步器精度的重要参数。原则感应同步器定尺长250mm，滑尺长100mm，节距为2mm。定尺上是单向、均匀、持续的感应绕组，滑尺有两组绕组，一组为正弦绕组，另一为余弦绕组。当正弦绕组与定尺绕组对齐时，余弦绕组与定尺绕组相差1/4节距。
U2
定尺
滑尺
余弦绕组
正弦绕组
US
Uc
2τ
当滑尺任意一绕组加交流激磁电压时，由于电磁感应作用，在定尺绕组中必然产生感应电压，该感应电压取决于滑尺和定尺的相对位置。当只给滑尺上正弦绕组加励磁电压时，定尺感应电压与定、滑尺的相对位置关系如图所示。
定
尺
滑
A
尺
B
t
2
4
1
位
C
t
2
2
1
置
D
t
2
4
3
E
t
2
E
A
V
2
M
N
正弦绕组
余弦绕组
鑮
B
D
C
O
P
定
尺
滑
A
尺
B
t
2
4
1
位
C
t
2
2
1
置
D
t
2
4
3
E
t
2
假如滑尺处在A位置，即滑尺绕组与定尺绕组完全对应重叠，定尺绕组线圈中穿入的磁通最多，则定尺上的感应电压最大。伴随滑尺相对定尺做平行移动，穿入定尺的磁通逐渐减少，感应电压逐渐减小。当滑尺移到图中B点位置，与定尺绕组刚好错开1/4节距时，感应电压为零。再移动至1/2节距处，即图中C点位置时，定尺线圈中穿出的磁通最多，感应电压最大，但极性相反。再移至3/4节距，即图中D点位置时，感应电压又变为零，当移动一种节距位置如图中E点，又恢复到初始状态，与A点相似。显然，在定尺移动一种节距的过程中，感应电压近似于余弦函数变化了一种周期，如图5-17中ABCDE。
若设定尺绕组节距为2τ，它对应的感应电压以余弦函数变化了，当滑尺移动距离为时，则对应感应电压以余弦函数变化相位角。由比例关系
可得
设表达滑尺上一相绕组的激磁电压
则定尺绕组感应电压为
式中 K—耦合系数； Vm—激磁电压的幅值； ω —激磁电压的角频率； θ —与位移对应的角度。
Vmcos θ 为感应电压的幅值