更新时间：2022-08-25 15:15
感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点分为直线式和旋转式（圆盘式）两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由定子和转子组成。前者用于测量直线位移，用于全闭环伺服系统，后者用于测量角位移，用于半闭环伺服系统。它们的工作原理都与旋转变压器相似。
感应同步器（inducsyn）
感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的，可用来测量直线或转角位移。其中，测量直线位移的称为直线感应同步器（或称长感应同步器），测量转角位移的称为侧感应同步器（或称旋转式感应同步器）。同步器具有测聚精度和分辨力高，抗干扰能力强，受环境影响小、使用寿命长、维护简单，可拼接成各种测量长度且能保持单元精度，工艺性好、成本较低，便于复制和成批生产等优点。因此，同步器广泛地应用于大型机床和中型机床上，作为数字位移提供显示或控制装置。
感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的。可用来测量直线或转角位移。测量直线位移的称长感应同步器，测量转角位移的称圆感应同步器。长感应同步器由定尺和滑尺组成。圆感应同步器由转子和定子组成。这两类感应同步器是采用同一的工艺方法制造的。一般情况下。首先用绝缘粘贴剂把铜箔粘牢在金属（或玻璃）基板上，然后按设计要求腐蚀成不同曲折形状的平面绕组。这种绕组称为印制电路绕组。定尺和滑尺，转子和定子上的绕组分布是不相同的。在定尺和转子上的是连续绕组，在滑尺和定子上的则是分段绕组。分段绕组分为两组，布置成在空间相差90°相角，又称为正、余弦绕组。感应同步器的分段绕组和连续绕组相当于变压器的一次侧和二次侧线圈，利用交变电磁场和互感原理工作。安装时，定尺和滑尺，转子和定子上的平面绕组面对面地放置。由于其间气隙的变化要影响到电磁耦合度的变化，因此气隙一般必须保持在0.25±0.05mm的范围内。工作时，该电动势随定尺与滑尺（或转子与定子）的相对位置不同呈正弦、余弦函数变化。再通过对此信号的检测处理，便可测量出直线或转角的位移量。
感应同步器分直线感应同步器和圆感应同步器两大类。
如图1上图所示为直线感应同步器结构图，它由定尺和滑尺组成。定尺和滑尺由基板、绝缘和绕组三部分组成。其中，滑尺绕组的外面包有一层与绕组绝缘的接地屏蔽层。基板常采用导磁材料，其膨胀系数与所安装的主体相同（如优质碳素结构钢）；绕组用电解铜销腐蚀制成；绝缘材料一般选用酚醛玻璃环氧丝布和聚乙烯醇缩丁醛胶或用聚酰胺作固化剂的环氧树脂，这此材料黏着力强、绝缘性好。屏蔽层用铝箱或铝膜制成，起静电屏蔽作用。定尺远比滑尺长，安装时必保证滑尺绕组全部覆盖定尺的绕组定尺上是连续绕组，滑尺1是分段绕组，分正强和余弦两部分，在空间相差90°电角度，即1/4周期。
如图1下图所示为圆感应同步器结构图，它由定子和转子组成，转子相当于直线感应器的定尺。定子相当于滑尺，形状是调片形。其定子和转子也同时由基板、绝缘层、绕组三部分组城基板呈环状，材料为硬铝、不锈钢或玻璃。定子和转子绕组的制造工艺与直线感应同步器相同。目前，圆感应同步器的直径一般50mm，76mm，178mm和302mm四种，径向绕组导体数（即极数）有180极、360极、512极、720极和1080极五种。在极数相同的情况下，圆感应同步器的直径越大，其精度越高。转子绕轴旋转，通常采用导电环直接耦合输出，或者通过耦合变压器，将转子的一次感应电动势经气隙耦合到定子二次侧输出。
感应同步器主要由基板、绝缘层、平面绕组层和保护层四部分组成。
选择基板材料的原则是：
1）基板材料的线膨胀系数要和机械设备材料的线膨胀系数相近或相同，一般指铸铁和钢材料的线膨胀系数。这样当感应同步器安装到机械设备上后，两者热变形接近或一致，可减少或不引起附加误差，这一点对直线感应同步器尤为重要。
2）材料的磁性能均匀，磁场畸变小。因为材料的磁化曲线若呈非线性，即磁场畸变的话，将会引起噪声感应电动势，影响精度，所以通常选用软磁材料(如低碳钢)或非导磁材料（如铝合金、玻璃）。
3）便于机械加工，为确保精度，对基板的乎面度、平行度都有严格要求。直线感应同步器还有直线性和接长的要求，旋转式感应同步器还有外圆与绕组图形中心的同心度要求。此外，还要加工引线孔、安装孔。因此，一般选用易加工的金属材料作为基板材料。
常用的基板材料有：热轧钢（15″或20″），铝合金（硬铝LY12），不锈钢（1Cr18Ni9Ti）和玻璃四种。热轧钢的线膨胀系数与机械设备材料的相同，磁性比较均匀，磁场畸变小，易加工，且它又是导磁材料，感应电势较大，价格便宜，所以直线式和旋转式感应同步器，一般都采用热轧钢材料。
旋转式感应同步器也有采用非导磁材料的，虽然感应电势较小，但因不存在磁场畸变问题，精度比较高；不锈钢防锈性能好，适宜户外和工作环境较差的地方使用；铝合金较轻，适宜军工、宇航等部门；玻璃基板变形小，用于一些有特殊要求的地方。
绕组导体材料，一般要求高导电率，可采用银、铜、铝等材料。常用的是电解铜箔，要求厚度均匀，无疵陷，常选厚度小于0.1mm（最常用为0.08、0.07、0.05mm），允许通过的电流密度为5A/mm2，厚度小、易腐蚀；厚度大直流电阻小，易接长，国内多采用0.05mm铜箔，国外采用0.08一0.07mm铜箔。
对于使用玻璃基板的感应同步器，其绕组材料采用银、铜、铝均可。
在绕组与基板之间的绝缘层还起粘结作用。对绝缘层的要求是：绝缘性——在100V直流电压下，1min内不击穿；粘结性——抗剥强度不小于9N/cm（对旋转式感应同步器为5N/cm）；伸缩一致性一绝缘层要尽可能薄，当温度变化时，绕组、绝缘层和基板三者能同时伸缩。
绝缘层材料常选用酚醛玻璃环氧丝布，喷涂聚乙烯醇缩丁醛胶，加温加压而成。或采用环氧树脂（固化剂为聚酰酸）常温加压固化而成。
为保护绕组免受油污、切削液、粉尘的侵蚀和进行静电屏蔽，在连续绕组(定尺或转子)表面可喷涂绝缘清漆或其他保护层，在分段绕组（滑尺或定子）表面还要再粘贴0.01—0.03mm厚的铝箔进行静电屏蔽；也可用铝金纸，它是铝箔与塑料薄膜粘在一起制成的，总厚度约0.04mm。
感应同步器输出电信号很微弱，需配以变换电路，将输出电信号进行处理，以便于准确测量位移大小，基本运行方式有以下4种：①单相励磁，两相输出，采用鉴相方式，精确反映位移信号；②单相励磁，两相输出，采用鉴幅方式，较精确反映位移信号；③两相励磁，单相输出，采用鉴相方式，精确反映位移信号；④两相励磁，单相输出，采用鉴幅方式，较精确反映位移信号。
基于多极元件对信号偏差的补偿原理，因感应同步器极对数很多，所以其精度很高。由于其结构简单，工作可靠，性能稳定，已广泛用于机床、航天测试技术等设备和装置中，用来构成角度或位移的精密测量、定位和随动系统，其精度可高达1角秒或1微米以下。
利用电磁感应原理将两个平面型绕组之间的相对位移转换成电信号的测量元件，用于长度测量工具。感应同步器分为直线式和旋转式两类。前者由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量；后者由定子和转子组成，用于角位移测量。1957年美国的R.W.特利普等在美国取得感应同步器的专利，原名是位置测量变压器，感应同步器是它的商品名称，初期用于雷达天线的定位和自动跟踪、导弹的导向等。在机械制造中，感应同步器常用于数字控制机床、加工中心等的定位反馈系统中和坐标测量机、镗床等的测量数字显示系统中。它对环境条件要求较低，能在有少量粉尘、油雾的环境下正常工作。
定尺上的连续绕组的周期为2毫米。滑尺上有两个绕组，其周期与定尺上的相同，但相互错开1/4周期 （电相位差90°）。感应同步器的工作方式有鉴相型和鉴幅型的两种。前者是把两个相位差90°、频率和幅值相同的交流电压U1 和U2分别输入滑尺上的两个绕组，按照电磁感应原理，定尺上的绕组会产生感应电势U。如滑尺相对定尺移动，则U的相位相应变化，经放大后与 U1和U2比相、细分、计数，即可得出滑尺的位移量。在鉴幅型中，输入滑尺绕组的是频率、相位相同而幅值不同的交流电压，根据输入和输出电压的幅值变化，也可得出滑尺的位移量。由感应同步器和放大、整形、比相、细分、计数、显示等电子部分组成的系统称为感应同步器测量系统。它的测长精确度可达3微米/1000毫米，测角精度可达1″/360°。
①具有较高的精度与分辨力。其测量精度首先取决于印制电路绕组的加工精度，温度变化对其测量精度影响不大。感应同步器是由许多节距同时参加工作，多节距的误差平均效应减小了局部误差的影响。目前长感应同步器的精度可达到±1.5μm，分辨力0.05μm，重复性0.2μm。直径为300mm的圆感应同步器的精度可达±1″，分辨力0.05″，重复性0.1″。
②抗干扰能力强。感应同步器在一个节距内是一个绝对测量装置，在任何时间内都可以给出仅与位置相对应的单值电压信号，因而瞬时作用的偶然干扰信号在其消失后不再有影响。平面绕组的阻抗很小，受外界干扰电场的影响很小。
③使用寿命长，维护简单。定尺和滑尺，定子和转子互不接触，没有摩擦、磨损，所以使用寿命很长。它不怕油污、灰尘和冲击振动的影响，不需要经常清扫。但需装设防护罩，防止铁屑进入其气隙。
④可以作长距离位移测量。可以根据测量长度的需要，将若干根定尺拼接。拼接后总长度的精度可保持（或稍低于）单个定尺的精度。目前几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量，大多采用感应同步器来实现。
⑤工艺性好，成本较低，便于复制和成批生产。由于感应同步器具有上述优点，长感应同步器目前被广泛地应用于大位移静态与动态测量中，例如用于三坐标测量机、程控数控机床及高精度重型机床及加工中测量装置等。圆感应同步器则被广泛地用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。
感应同步器的应用非常广泛，可用于测量线位移、角位移以及与此相关的物理量，如转速、振动等。直线感应同步器常应用于大型精密机床、坐标铣床及其他数控机床的定位控制和数显;圆感应同步器常用于需达天线定跟踪、导惮制导、精密机床或测量仪器设备的分度装置等。图2所示为感应同步器鉴相数字位移测景装置框图。