为光栅设计的专用数据转接器（光栅计数卡）内部包含以下电路：放大、整形、细分、辨向、报警、阻抗变换等。为光栅设计的专用信号处理单元（光栅插补器）功能同前第63页，共114页，星期日，2025年，2月5日光栅在机床上的安装位置（2个自由度）第64页，共114页，星期日，2025年，2月5日光栅在机床上的安装位置（3个自由度）数显表第65页，共114页，星期日，2025年，2月5日安装有直线光栅的数控机床加工实况光栅扫描头防护罩内为直线光栅被加工工件切削刀具角编码器安装在夹具的端部第66页，共114页，星期日，2025年，2月5日第67页，共114页，星期日，2025年，2月5日第68页，共114页，星期日，2025年，2月5日第69页，共114页，星期日，2025年，2月5日第70页，共114页，星期日，2025年，2月5日第71页，共114页，星期日，2025年，2月5日2自由度光栅数显表X位移显示Z（Y）位移显示第72页，共114页，星期日，2025年，2月5日3自由度光栅数显表第73页，共114页，星期日，2025年，2月5日光栅数显表（续）三座标数显表SDS8-3E光栅数显箱功能★公制/英制转换★绝对/相对转换★线性误差补偿★正反方向计算★归零★插值补偿★到达目标值停机★PCD圆周分孔★200组零位记忆★电蚀深度目标值显示★实时工作位置显示★掉电记忆第74页，共114页，星期日，2025年，2月5日第七节磁栅式位移测量系统磁栅原理演示(n+1/4)λ第75页，共114页，星期日，2025年，2月5日★磁栅也是一种测量位移的数字传感器。磁栅可分为长磁栅（测直线位移）和圆磁栅（测角位移）两大类。一、磁栅★磁栅制作——在非磁性体的光滑表面上镀一层磁性薄膜，通过录磁磁头在磁栅上录制出节距严格相等的磁信号作为计数信号。最后在磁尺表面还要涂上一层1～2mm厚的保护膜，以防磁头频繁接触而造成磁膜磨损。★N到N之间的距离称为节距λ，通常为0.05、0.1、0.2mm等。在N和N、S与S重叠部分的磁感应强度的绝对值最大，磁头的输出电压包络线也最高。若磁尺的磁化从N到S的磁感应强度是呈正弦波变化，则磁头的输出电压也呈受调制波形。★优点：结构简单、使用方便、测量范围大（1～20m）、磁信号可重新录制；缺点：需要屏蔽和防尘。第76页，共114页，星期日，2025年，2月5日二、磁栅式位移传感器的结构及工作原理检测电路磁尺（磁栅）磁头动态磁头：其上只有一个输出绕组，只有当磁头和磁尺相对运动时才有信号输出。因此，又称为速度响应磁头。静态磁头：其上只有两个绕组，一个是激励绕组，另一个是输出绕组。即使磁头与磁尺之间处于相对静止，也会因为有交流激励信号使磁头仍有信号输出。磁头允许最高工作速度12m/min精度可达0.01mm/m最小指示值0.001mm温度范围0～400C第77页，共114页，星期日，2025年，2月5日磁通响应型磁头的结构及其输出波形λλ/4磁头拾磁原理：磁头的铁心使磁尺的磁通有效地通过输出绕组。由于电磁感应在输出绕组中将产生电压，该电压将随磁尺磁场强度的周期变化而变化。磁头输出信号经检测电路转换成电脉冲信号，并以数字形式显示。第78页，共114页，星期日，2025年，2月5日适合位移测量的静态磁头是成对使用的，两组磁头相距(n+1/4)λ。检测电路主要有鉴幅式和鉴相式。1、鉴幅式检测电路两磁头的激励绕组输入为同一激励电压，两磁头输出相位差为900的信号磁头磁栅相对位移激励电压角频率分别放大、检波和滤波，消除信号中载波成分辨向、细分处理，得到数字量输出的位移测量结果第79页，共114页，星期日，2025年，2月5日2、鉴相式检测电路当用相位相差π/4的两个激励电压分别输入到两个激励绕组，两磁头的输出信号为将两信号送入减法器用鉴相器可测出此调相信号的相位2πx/λ，然后计算出位移x。第80页，共114页，星期日，2025年，2月5日第五节电容式位移传感器优点：①结构简单；②非接触测量，只要极小的输入力即可使极板移动，几乎没有摩擦和反作用力；③灵敏度高、分辨率强，可分辨0.01μm甚至更小；④动态响应好；⑤能在恶劣条件（高温、低温、各种形式的辐射等）下工作缺点：主要是输出特性的非线性和绝缘电阻要求较高，为了克服寄生电容的影响，降低电容传感器的内阻抗，要求对传感器及输出导线采取屏蔽措施和采用较高的电源频率等。★新工艺、新技术构简单亿大大改进了电容式传感器的