高精度測角系統及編碼器 -- 圓感應同步器
產品簡介 Product introduction
高精度測角系統及編碼器的傳感探頭是圓感應同步器，圓感應同步器是一種電磁感應位置檢測元件，由定、轉子兩個分部件組成，通過定、轉子多極平面繞組的互感隨位置變化的電磁感應原理實現高精度角度測量。圓感應同步器是一種以金屬為基體的傳感元件，從而使得基于它的整個測角系統具有較高的可靠性，基于圓感應同步器的高精度測角系統的特性主要體現在如下幾個方面：
（1） 測角精度高，可達到±3″（峰峰值6″）。
（2） 對溫度的影響不敏感，可在-40°~+85°的溫度范圍內工作，
其中傳感器探頭部分可承受不低于-55°~+100°的工作溫度。
（3） 耐強沖擊，振動。
（4） 耐真空，可在1×10-3Pa的真空環境下正常工作。
（5） 耐油、液體、灰塵、污垢、鹽霧等。
鑒于圓感應同步器的諸多優點，基于它的測角系統在歷來為多場合角度傳感器的，尤其在美、日、歐等發達國家的航空航天領域被廣泛應用。世界聞名的哈勃望遠鏡內部就采用了圓感應同步器作為角度傳感元件。
基于圓感應同步器的高精度測角系統及編碼器可廣泛應用在如下領域：
回轉工作臺、各類機床設備、慣導測試轉臺、電機、天文望遠鏡、慣性導航系統等。
工作原理 Working principle
一、測角系統
測角統包括傳感探頭以及處理電路（含測角盒與前放盒）兩個部件，傳感探頭即圓感應同步器，其基體為鋁材，又包括定子、轉子兩部分，其中定子安置在固定位置上，轉子安裝在旋轉軸上，通過轉子與定子的相對旋轉運動所引起的電磁信號變化進行角度的測量。
測角系統工作時，輸出代表角度值的RS422串口信號（或A、B、Z相脈沖信號），傳感器每周有一個機械零位（選擇RS1或ZS1觸發通信模式即可實現此功能）。
主要性能指標：
（1） 測角精度：±3″~±15″（峰峰值6″~30″）
（2） 轉角范圍：360°連續
（3） 工作溫度：0℃~50℃（C級）；-20℃~55℃（I級）
1.1系統組成
圖1.1 測角系統組成圖
1.2產品使用說明及參數規格表
1、傳感器探頭； 2、線纜L1； 3、線纜L2；
4、前放盒； 5、線纜L3； 6、測角盒；
7、線纜L4。 （1~7各部件在測角系統中的分布可見圖1.1）
（1） 傳感探頭分為兩部分：定子和轉子，其中定子安裝在固定臺體上，轉子安裝在轉軸上，傳感探頭的信號輸出端在定子上，
激勵端根據具體傳感探頭型號可在轉子上，也可在定子上。
（2） 傳感探頭上的激勵端通過線纜L1與前放盒連接；傳感探頭上的信號輸出端通過線纜L2與前放盒連接。
（3） 前放盒通過線纜L3與測角盒連接，測角盒引出線纜L4（電源）及DB15通信端子。
客戶端的電源線纜L4及DB15通信端子接線定義如下：
表1.1 電源線纜L4接線定義表
插頭號 | 信號 | 說明 |
1 | V+ | 輸入電源正端9~36V（<600ma） |
2 | V- | 輸入電源負端 |
表1.2 DB15通信端子接線定義表
插頭號 | RS通信模式（RS422） | ZS通信模式(三相脈沖) | ||
信號 | 說明 | 信號 | 說明 | |
1 | T422- | 數據-（RS422格式） | A- | A相負脈沖 |
2 | T422+ | 數據+（RS422格式） | A+ | A相正脈沖 |
3 | CLOCK- | 外同步接收脈沖- | B- | B相負脈沖 |
4 | CLOCK+ | 外同步接收脈沖+ | B+ | B相正脈沖 |
5 | NC | 空 | Z- | Z相負脈沖 |
6 | NC | 空 | Z+ | Z相正脈沖 |
7~13 | NC | 空 | NC | 空 |
14 | SIN | SIN信號 | SIN | SIN信號 |
15 | AGND | 信號參考地 | AGND | 信號參考地 |
注：（1）串口輸出線應自制，其中T422-、T422+、CLOCK-、CLOCK+（或A-、A+、
B-、B+、Z-、Z+）要用雙絞屏蔽線（屏蔽層接外殼），輸出線中不要引出SIN信號
（14腳）和AGND信號（15腳）。
（2）CLOCK-、CLOCK+屬于一對差分信號，其電平信號與RS422/485兼容。
（3）SIN信號(14腳)與信號參考地（15腳）作為測試引腳，便于用戶監測當前模擬信號；
表1.3 傳感探頭型號及精度一覽表（型號前有×表示為無刷型；無×表示為轉子出線型）
型號 | 定 子（mm） | 轉 子(mm) | 氣隙(mm) | 精度等級 （A1/A2） | |||||||||
DS | LS | dS | GS | HS | DR | LR | dR | GR | HR | h | |||
T2 | 58 | 52 | 20 | 2.5 | 5 | 42 | 15 | 8 | 2.5 | 5 | 0.15~0.22 | ±10″（峰峰值20″） /±15″（峰峰值30″） | |
T3 | 78 | 70 | 26 | 3.5 | 5 | 58 | 18 | 12 | 3.5 | 5 | 0.15~0.22 | ±7″/ ±10″ | |
T4 | 100 | 92 | 36 | 3.5 | 6 | 80 | 30 | 24 | 3 | 6 | 0.15~0.22 | ±6″/±8″ | |
T6 | 156 | 148 | 68 | 3.5 | 10 | 133 | 58 | 48 | 3.5 | 10 | 0.15~0.22 | ±4″/±6″ | |
×T6 | 150 | 140 | 56 | 3.5 | 10 | 126.5 | 51 | 42 | 3.5 | 10 | 0.15~0.22 | ±4″/±6″ | |
T7 | 180 | 168 | 76 | 5.5 | 10 | 151 | 65 | 54 | 5.5 | 10 | 0.18~0.25 | ±3″/±5″ | |
×T7A | 180 | 168 | 76 | 5.5 | 10 | 151 | 65 | 54 | 5.5 | 10 | 0.16~0.23 | ±4″/±6″ | |
×T7B | 180 | 168 | 56 | 5.5 | 10 | 151 | 50 | 42 | 4.5 | 10 | 0.16~0.23 | ±3″/±5″ | |
T9 | 224 | 210 | 106 | 5.5 | 10 | 191 | 90 | 76 | 5.5 | 10 | 0.18~0.25 | ±3″/±5″ | |
×T9 | 224 | 213 | |||||||||||
