激光测量系统3激光干涉仪原理.ppt

第一章电机控制中的测量元件第一部分光电编码器旋转编码器工作原理
光电码盘随被测轴一起转动，在光源的照射下，透过光电码盘和光拦板形成忽明忽暗的光信号，光敏元件把此光信号转换成电信号a、b、z，通过信号处理装置的整形、放大等处理后输出如图所示的6项A、B、C和取反信号。
输出信号的作用及其处理
A、B两相的作用
细分处理、角位移、转速、转向
Z相的作用
周向定位基准、圈数
、、的作用
利用A、差分输入消除远距离传输的共模干扰第一部分光电编码器第一部分光电编码器第一部分光电编码器第一部分光电编码器光栅读数头与标尺光栅配合起光电转换作用，将位移量转换成脉冲信号输出。
有垂直入射读数头、分光读数头、镜像读数头和反射读数头等。光栅原理（莫尔条纹）细莫尔条纹干涉原理第一部分光电编码器旋转变压器原理旋转变压器工作原理
分解器绕组的结构保证了定子与转子之间的气隙磁通呈正、余弦规律分布。因此，当转子旋转时，转子绕组内产生感应电势随转子偏转角θ机呈正弦规律变化。
即：或
其中，Us，Uc为定子正弦、余弦绕组上的激磁电压，k为变压比。
旋转变压器的应用
鉴相方式
在旋转变压器定子的两相正交绕组上分别加上幅值相等、频率相同的正弦、余弦激磁电压，
转子旋转后，两个激磁电压在转子绕组中产生的感应电压线性叠加得总感应电压为：

因此，只要检测出转子输出电压的相位角，就知道了转子的转角。鉴幅方式
给定子的两个绕组分别通上频率、相位相同但幅值不同的激磁电压，

则在转子绕组上得到感应电压为

不断修改激磁调幅电压幅值的电气角θ电，使之跟踪θ机的变化，并测量感应电压幅值即可求得机械角位移θ机。多级旋转变压器讨论：
1、如何提高精度？
2、与脉冲编码器相比可靠性如何？第三部分霍尔元件测量电机磁场2、测量方法
电机在旋转过程中的不同位置，霍尔元件的输出电压呈正弦变化，说明电机磁场的变化规律。
通过标定，就可测量电机的磁场。3、霍尔元件的特性参数
a)灵敏度
在1000高斯的磁通下通0.1毫安电流所输出的毫伏电压值。
高的灵敏度是霍尔元件的首要条件，但霍尔元件越薄输入阻抗就越大，电流流动受阻。因此，需要末级放大。
b)输入阻抗电源电流Ic的阻抗
c)输出阻抗输出感应电势端的阻抗
d)不平衡电压无磁通时的输出电压值，由不对称造成的飘移。
e)工作温度可以使用的温度范围。4、霍尔元件的制作
一般地，霍尔元件厚度都在几微米以下。霍尔元件越薄，输出电压就越大，即霍尔元件越灵敏，但输入阻抗就越大。
a)蒸附法
在真空中将半导体铟化娣蒸附到陶瓷类基板报上并行成薄膜，并在上埋电极。
b)研磨法
在单晶体板上利用光刻法，制成霍尔元件，然后装在磁性基板上并进行研磨。
c)离子注入法
镓化砷为原材料，用鉻作参杂物制成半绝缘的单晶体，采用离子注入法在其表面形成多层活性层而制成元件。厚度小于0.4微米。
霍尔元件最大的缺点是随温度变化。第四部分激光测量系统2．激光的特点3.激光干涉仪原理
（1）迈克尔逊干涉仪结构（2）迈克尔逊干涉仪的测量原理（3）迈克尔逊干涉仪的改进第五部分陀螺仪测角进动性和定轴性
进动：三自由度陀螺仪以角速度ω绕自转轴转动，在受到某一轴方向的外力矩作用下，将同时绕着与这一轴垂直的方向以角速度Ω转动—称为进动。
进动角速度：Ω=M/H
M为进动轴方向的外力矩；
H为陀螺仪自旋角动量矩H=Cω。C为陀螺仪自旋转动惯量。章动：三自由度陀螺仪以角速度ω绕自转轴转动，在受到外力矩作用下，自转轴将发生偏斜运动—称为章动。
此时，其进动角速度α=-Μ/(λH)sinλt
β=Μ/(λH)(1-cosλt)
λ=H/AA为陀螺仪绕X轴（赤道的）的转动惯量
当角速度ω足够大时，角动量矩H很大，进动角速度Ω、α、β可以忽略比不计，这就是三自由度陀螺仪的定轴性。讨论
1、从测量原理和结构来看，影响陀螺仪精度的有哪些因素？
2、陀螺仪主要应用在哪些场合？第六部分测速发电机直流测速发电机的输出特性2、交流异步测速发电机
工作原理：
在N1绕组上施加稳定的交流电压，测量另一与之垂直绕组上的感应电压U2主要误差
线性误差
相位误差
剩余电压第六部分测速发电机