光栅编码器发展现状与展望

一、引言 编码器用于检测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数,把角位移或直线位移转换成电信号。工业用编码器从原理上主要分为光学式（也称光电式）编码器和磁电式编码器两种。光学式编码器分为两大类,一类称为光栅旋转编码器,定义为：由一系列规律性刻线组成的圆光栅作为测量基准,并用于旋转运动测量的编码器：另一类称为光栅角度编码器,定义为：由一系列规律性刻线组成的圆光栅作为测量基准,并用于角度测量的编码器。     

基于光电编码器的位移测量系统

现代工业测量直线位移对精度的要求越来越高,但是传统的直线位移测量装置操作困难、价格高、精度低,然而光电旋转编码器操作简单、价格合理、体积小、精度高,所以选用光电旋转编码器作为位移测量的核心器件.以测量直线位移为目标,把光电旋转编码器作为系统的测量位移器件,把STC89C52单片机作为系统的控制核心,设计了一个位移测量系...     

水下低速密封旋转副阻力矩分析

低速密封旋转副应用于水下时,其旋转阻力矩会随着水压的增大而增大。对水下低速密封旋转副的阻力矩进行分析,阻力矩的主要成分是由轴承与密封圈产生的摩擦阻力矩。在分析中,推导阻力矩的计算公式,通过试验测得阻力矩,并确定密封圈的摩擦因数,进而得到阻力矩压力曲线。计算结果与试验结果基本吻合,由此验证计算公式的有效性和正确性,能够为密封旋转副的设计提供参考。     

流动式起重机超起卷扬编码器安装方式改进

流动式起重机卷扬机构大多设置有旋转编码器,用于测量卷筒旋转圈数。本文举例说明了现有超起卷扬旋转编码器的一般安装方式,并通过编码器故障实例分析,得出了故障原因。文中介绍了一种新式旋转编码器安装方式,通过实际产品应用证明其结构合理,避免了以往安装方式存在的不足。     

数控机床圆轨迹运动误差测试仪器和方法的研究

介绍一种新的可用于数控机床圆轨迹运动误差测试的二雏球杆仪。该二维球杆仪包括一根两端与精密小球相连的测量杆和一台高精度的旋转编码器，测量杆内置有可用于测量位移的高精度传感器，旋转编码器用来精确测量杆的转动角度。分析了测量仪器的误差，并进行了校正。试验表明，该仪器不仅可测量出机床圆周运动轨迹精度，用于机床的精度评价，还可以测出机床圆周运动任意指令位置的定位误差值，为进一步用于对圆轨迹的误差补偿打下基础。     

胀圈旋转密封中密封环运动状态的动态测试

胀圈旋转密封是湿式离合器配油装置中的关键部件,为了对其进行深入研究,专门设计了试验装置.采用小型电涡流位移传感器,实现了胀圈旋转密封工作状态下密封环运动状态的连续动态测量.对密封油压变化工况下密封环的运动状态进行了试验测量,实验结果证明了测试方法和试验装置的有效性,为胀圈旋转密封的研究提供了先进的试验手段.     

旋转编码器在闸门控制系统中的应用

介绍了光电旋转编码器的工作原理以及用其测量闸门开度的硬件方法和软件实现,提出了提高编码器测位移的可靠性方法,建立了基于BP神经网络的闸门开度辨识模型,运行结果表明了该方法的可行性.     

一种用PLC和旋转编码器测量位移的方法

介绍了使用可编程控制器、可编程终端和旋转编码器测量位移的一种新方法。该方法投资少、应用前景好。     

利用平面编码器测量巨型转轴转矩的原理研究

利用平面编码器的二维微位移测量功能,组建一组测量体系,用于测量巨型转轴的转矩。综述了转轴扭矩测量的原理、发展和运用技术。在两截面处用四组平面编码器测量两截面的相对位移,通过对相对位移运算,得到两截面的相对转角。进而实现转矩的测量。实现大型机械设备主传动的动力监测。为设备自动化、智能化奠定基础。     

分瓣式磁脂旋转密封装置耐压性能试验研究

某型大容量蒸发冷却电机上采用的磁脂旋转密封装置具有分瓣结构、运转线速度高、密封间隙大、密封直径大等特点。为测试其耐压性能,建立分瓣式磁脂旋转密封装置耐压性能试验平台,在转轴极齿间及靠近腔体内侧布置压力传感器测点,测试各道磁脂密封耐压压力,研究极齿间距、线速度等参数对分瓣式磁脂旋转密封装置耐压性能的影响。结果表明:各道极齿间的密封耐压性能分布规律与理论值不一致;极齿间距越大,则该道磁脂密封耐压能力相对较高;在一定范围内,线速度对各道磁脂密封耐压能力影响很小。     

Estimating the vibration displacement for the engine’s power transfer shaft by determining engine exciting force

Since the engine and reduction gears in naval vessels are usually supported by a separate mounting system, misalignment between the reduction gears’ input shaft and the engine’s power transfer shaft occurs as a result of the ship’s motion. In this study, this misalignment is experimentally estimated using CAE by identifying the force and moment of the engine at its center of gravity. The force and moment are calculated using 3 acceleration signals on the engine assuming that the motions of the engine and reduction gear system are rigid-body motion. Using CAE and the estimated force of the engine, the vibration displacement of the engine’s power transfer shaft can be estimated and a design to reduce this vibration displacement can be suggested.     

绝对式多极磁电轴角编码器的设计

为了实现多对极磁电式轴角编码器的高分辨率绝对式检测并降低其成本,基于改进格雷码构建了一种新型多极磁电轴角编码器模型,提出一种基于校准查表的信号处理方式,以消除磁场非线性和装配误差对测量精度的影响。设计了两个由永磁体磁环构成的码道:粗码道,根据改进格雷码生成N和S极充磁顺序,采用圆周均匀分布的线性霍尔元件得到转子所处磁极区域的绝对偏移量;细分码道,N和S极等距间隔排列,定子上3个线性霍尔元件将磁信号转换为电信号,查表得到转子于所处信号周期内的相对偏移量。在离线状态下,用高分辨率的增量式光电轴角编码器进行校准,对其A/B相脉冲输出和磁电式轴角编码器的霍尔信号同时采样并上传到计算机进行高精度信号重构,得到标准角位移和霍尔信号映射关系,通过单片机的自编程技术将数据存储于主控芯片中固定地址以供查表;角位移检测状态下,根据霍尔信号查表得到绝对角位移。根据上述原理研制出12极磁电式轴角编码器样机,实现了分辨率为±0.72′,精度达±1.2′以下的单圈绝对位置检测。该编码器通过增加磁极数还可进一步提高测量精度。     

汽车主减速器总成传动误差测量系统研究与实现

根据汽车主减速器总成传动链的特点,介绍一种用于主减速器装配生产中的传动误差在线精密测量方法及其硬件实现.该方法通过高精度旋转编码器获取主动锥齿轮及左右半轴的角位移信号,利用CPLD对3路信号同步进行测量;采用插值方法,对离散测量数据构造插值函数逼近实际角位移函数;最后根据主减速器的传动关系,对3路角位移函数进行运算,从而实现主减速器总成瞬时传动误差的精密测量,为控制产品质量提供可靠保障.     

异轴间接角度测量系统设计与研制

介绍了一种异轴间接角测量系统。系统中用一旋转编码器与被测轴按任意啮合比进行啮合,在被测轴上贴一零度光标,并用光电传感器把零度光标转变为电脉冲信号。系统先依据零度脉冲记录被测轴正转一周旋转编码器输出的脉冲数,再用单片机依据这一数据和旋转编码器输出的当前脉冲数,计算和显示被测轴当前角度。实验证明这一系统的测量误差小于0．5℃。此系统具有安装简单和调整方便的优点,被成功有于动平衡验机上。     

汽车等速节传动轴的八功能测试

介绍了汽车传动轴八项功能测试的工作原理,即摆角测试、偏转角度矩测试、移动力测试、移动量测试、滚动矩测试、轴向间隙测试、圆周间隙测试、摆角间隙测试。从精确、可靠的角度出发,论述了测试台总体方案结构、控制系统的原理框图、软件系统的构成及其特点。     

基于磁悬浮轴承高速电主轴的法向磨削力检测方法

利用磁悬浮轴承高速电主轴作为检测器件解决高速磨削法向磨削力实时在线测量困难的问题。通过对磁悬浮轴承高速电主轴转子的动力学分析,得到法向磨削力与电主轴转子位移的两阶导数和转子受到的电磁力的关系。转子的位移数据可由磁悬浮轴承电主轴中的位移传感器的输出得到。为了精确求取电磁力,气隙磁通密度采用图解法求出,消除线性化引入的系统误差;气隙宽度由遍历搜索法标定,消除系统加工装配误差对电磁力测量带来的影响;引入修正系数对由漏磁、磁滞和边缘效应带来的测量误差进行补偿,修正系数由三层神经网络动态实时求出。通过静态和动态试验对电磁力和动态磨削力的检测结果进行验证,试验结果证明基于磁悬浮轴承高速电主轴的法向磨削力检测方法的有效性和准确性。     

轴向摩擦双盘转子的振动分析

为研究轴向摩擦对转子运动的影响,利用弯曲变形和微小角位移矢量合成理论,推导出圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式.根据力矩相等原则,将轴向碰撞力转化为作用于盘心的横向力.建立简支单跨双盘转、静子轴向碰摩的弯扭耦合振动方程,并数值模拟分析弯曲共振时,不同的转、静子轴向间隙对转子运动的影响.结果表明,随着间隙改变,转子横向和扭转运动特征都会发生相应变化,且扭转运动更能反映轴向摩擦的程度.     

光轴编码器的故障检测与修复

介绍了核磁共振仪上室温匀场的光轴编码器的故障检测和修复     

水下作业工具中齿轮马达轴端密封的研究

通过对水下作业工具管路卸油压力的分析,确定了齿轮马达输出轴轴端密封的压力,分析了唇形骨架密封失效的原因,设计了O形密封圈与L形衬环组成的组合式密封,介绍了密封原理,分析了O形密封圈受力密封状况及L形衬环工作原理,经过对水下作业工具中液压马达轴轴端密封的改造及实验,实现了液压马达输出轴的带压旋转动密封,保证了水下作业工具的稳定、可靠、安全作业。