航天公开课直线式编码器思维导图

现在机床的发展趋势是向更高的精度、可靠性、速度和效率方向发展，控制系统一般都是闭环伺服系统

目前，直线反馈系统将在亚微粒领域获得突破性进展

例如，在半导体工业和高精加工业要求达到亚微粒甚至纳米的程度

而使用直线编码器（LinearEncoders）能达到这种程度

直线编码器能直接将信息传给数字读码器、NC控制器或其他装置

正如旋转编码器一样，直线编码器也是基于光电扫描原理

但它的码盘是直线结构，输出信号直接被插值或数字化

其中一位由数字阅读机或数字控制器来确定线性识别机轴上的初始位置，以防断电或为工件定位用

直线式编码器可以分为暴露式（Exposed）和封闭式（Enclosed）两种类型

封闭式直线编码器的扫描单元固定在一个由球轴承引导的车架上

码盘被封闭以防弄脏污染，这类编码器可用于各类机床上，能适应恶劣环境

暴露式直线编码器由一个玻璃码盘和扫描单元组成

但这两部分是分离的，优点是容易固定、速度快，可用在坐标测量仪和物料输送机等设备中

目前，广泛用金属码盘代替玻璃码盘，以增加测量长度，最长可达30m

而玻璃码盘的测量长度有限，一般为3m

当选择直线编码器时，需要综合考虑各技术参数和指标的要求

如长度、空间轮廓、允许的进给速度、精度、误差、热效应等特性指标

最新的直线编码器是基于光的衍射原理工作的，能达到很高的测量精度和分辨率

半导体光源通过透镜形成平行光束，照射在扫描光栅尺时，平行光束被衍射成3个方向

光在相栅上又被反射和衍射一次，由此发生光干涉

3种方向不同且发生干涉的光通过透镜投射到3个太阳能电池上，将光的强度转变成电信号

由于光的干涉信号具有非失真特性，因此这种信号可以细分到很高的程度

基于光干涉扫描原理的测量系统有着非常细的光栅，因此具有较高的分辨率和测量精度

使这种装置可以作为短距离（不超过1m）的激光干涉计

用钢制码盘组成的光干涉扫描测量系统能很好地与钢件的热膨胀系数相匹配

因此，在很多方面这种装置要优于激光干涉计

目前，各种类型的直线式和旋转式编码器广泛地用于测控、机床、工业机器人及其他技术领域

对编码器测量精度和分辨率要求的不断提高，促进了编码器设计技术的改进和发展

新型编码器将不断地被研制出来，它的应用领域将不断扩大

而编码器工作的可靠性和精度也将不断提高

船载卫通站天线伺服系统的轴角编码由方位（A j ）、俯仰（E j ）、交叉（C j ）、水平摆（E l ）和极化角（P j ）5路组成

其中方位、俯仰和交叉3路精度要求较高，水平摆和极化角精度要求相对较低

采用正余弦旋转变压器加R/D模块结合下位机的方式来实现轴角编码，R/D模块基本构成