感應同步器分為直線型和旋轉型兩大類，直線型由定子和滑尺組成，用于檢測直線位移，旋轉型由定子和轉子組成，用于檢測旋轉角度。本節僅介紹直線型感應同步器的組成和原理：
如圖3 15所示，直線型感應同步器由定尺和滑尺組成。其定尺是單向均勻感應繞組，繞組節距2 τ通常為2mm。滑尺上有兩組勵磁繞組，一組稱為正弦繞組，另一組為余弦繞組，兩個繞組的節距與定子相同，在空間上相互錯開1／4節距，于是兩個勵磁繞組之間相差90°電角度。滑尺安裝在被測的移動部件上，滑尺與定尺相互平行，并保持一定的距離，約0.2~0.3mm向滑尺通以交流勵磁電壓，在滑尺中產生勛磁電流，繞組周圍便產生按正弦規律變化的磁場。由電磁感應在定尺繞組上產生感應電壓，當滑尺和定尺間產生相對位移時，由于電磁磁耦合強度的變化，就使定尺上的感應電壓隨位移的變化而變化。
一、感應同步器種類和特點
l感應同步器的種類
感應同步器有測量長度用的直線式和測量旋轉角度用的旋轉式兩種。下面著重介紹直線式．．
(1)標準式：是直線式中精度****的一種，使用****，在數控系統和數顯裝置中大量應用：常用型號為GZD一1和GZH一1型。
(2)窄長式：其定尺的寬度比標準式窄，用于精度較低或機床上安裝位置窄小且安裝面難以加工的情況。
(3)三重式：它的滑尺和定尺上均有粗、中、細：套繞組．定尺上粗中繞組相對位移垂直方向傾斜不同角度，細繞組和標準式的一樣。滑尺上的粗、中、細三套繞組組成：個獨立的電氣通道，粗、中、細的極距分別是4000、100和2mm三通道同時使用即可組成一套****坐標測量系統，測量范圍為0．002～2000mm在此測量范圍內測量系統只有一個****零點。單塊定尺的長度有200和300mm兩種，它特別適用于大型機床、。
(4)帶子式：它的定尺繞組是印制在I.8m長的不銹鋼帶上，其兩端固定在機床床身上(一端用彈性固定)滑尺像計算尺的游框那樣跨在帶狀定尺上，可以簡化安裝，減少安裝面，而且能使定尺隨機床床身熱變形而變形。
(5)感應組件：是將標準式的定、滑尺封裝在匣里的感應組件(定尺經調整接長而成組合式定尺)，而且將勵磁變壓器和前置放大器也裝在里面，便于安裝與使用。
2感應同步器的特點
(1)精度高：感應同步器的極對數多，平均效應所產牛的測量精度要比制造精度高，且輸出信號是由滑尺和定尺之間相對移動產生的中間無機械轉換環節，所以測量結果只受本身精度的影響。
(2)測量長度不受限制：當測量長度大于250ram時，可以采用多塊定尺接長，相鄰定尺間隔呵用塊規或激光測長儀進行調整，使總長度上的累積誤差不大于單塊定尺的最火偏差。
(3)對環境的適應性較強：因為感應同步器金屬基板和床身鑄鐵的熱脹系數相近，當溫度變化時還能獲得較高的重復精度．另外它是利用電磁感應產生信號．對尺面防護要求較低。
使用時還需要注意下列影響。
1 。 同步回路阻抗不對稱列同步精度的影響(如勵磁變壓器的阻抗和同步器的正弦、余弦阻抗)。
2)勵磁電壓對稱性和失真度對精度的影響：
對鑒相系統而言，所謂勵磁電壓的對稱是指勵磁電流幅值相等，相位差為90°；對鑒幅系統而言，其列稱性是指Umcosθ和Umsinθ的精確性，調整系統時要加以注意．
感應舊步器對勵磁電流的失真度要求比較高，一般在1％以下，若在2％以上，則感應同步器輸出電動勢失真就顯得很嚴重，影響測量精度。
3)感應同步器感應電動勢低，阻抗低，所以對抗干擾問題必須引起重視加強屏蔽。
感應同步器與旋轉變壓器的工作方式相似，根據滑尺中勵磁繞組供電方式同，感應同步器可分為相位工作方式和幅值工作方式。
二、相位工作方式
給滑尺正弦繞組和余弦繞組通以同頻、同幅而相位差為π／2的交流勵磁電壓即
當滑尺移動x距離時，ua定尺繞組中感應出的電壓為kUscosθm,Uc感應出的電壓為KUccos(θm+π／2)=-KUcsinm。二個勵磁電壓在定尺繞組中感應的合成電壓，電線性疊加得出
式中，K為定尺與滑尺間的電磁耦合系數；um為勵磁電壓幅值；2τ為節距；x為滑尺移動距離；θm為與機械空間位移相對應的機械角，即與之對應的時間電氣相角。
由此可見，定尺的感應電壓相位與滑尺的機械位移量間有嚴格的對應關系。只要能檢出定尺繞組中的感應電壓的相位移角，就能夠測得所要知道的機械位移量。三幅值工作方式
給滑尺的正、余弦繞組分別通以同相位、同頻率，但幅值不同得勵磁電壓，即
其中，幅值Usm、Ucm 分別為
式中，θ1為勵磁電壓的給定相位角。
當滑尺移動時，定尺上的感應電壓為
令△θ=θ1－θm，上式可以寫成
且
則△θ很小時，有
此時，定尺的感應電壓ud實際上是一個微量的誤差電壓，記為ue，并且誤差電壓的幅值與滑尺的位移增量△x成正比。這樣，通過測量U的幅值來測定△θ也就是△x的大小了。在實際應用中，由于不斷修正勵磁信號θ1，使其緊緊跟蹤θm的變化，因此△θ與△x一定是一個很小的量，才有sin△θ≈△θ成立。也就是說，只有在位移增量△x很小時，感應電壓的幅值才與△x具有正比關系，通過測量ue的幅值來測定位移量的大小。
四 感應同步器鑒相系統
在相位檢測系統中，表示位移量的指令是以相位差角度值給定的，因此，如果以作為基準相位的參考信號給感應同步器的滑尺兩個繞組供電，則從定尺繞組取得的感應電壓的相位，將反映出兩者的相對位置。把給定的指令相位(相對于參考信號而言)與感應同步器輸出信號相位作比較，當兩者相位一致時，表示感應同步器滑尺的實際位置和給定的指令位置一致，反之，有相位差存在，表明兩者的位置不一致。利用它們的相位差作用到測量系統，使得兩者變為一致。
感應同步器相位檢測系統的基本環節應包括：脈沖一相位變換器，勵磁供電線路，誤差信號放大器和鑒相器等，其系統的結構框圖如圖3—16所示。
在閉環輪廓控制的數控裝置中，從其框圖(圖3—16)知，誤差信號被用以控制伺服驅動電動機，驅動機床的滾珠絲杠向消除位移誤差的方向運動，構成位置反饋。指令信號是由數控裝置(插補器)發出的，經脈沖一相位變換器變成相位信號，作用于測量系統上。
下面簡單地介紹一下脈沖一相位變換器等結構原理。
1_脈沖相位變換器的基本原理
這是一種將脈沖數變換成相位位移的數字模擬變換器，其邏輯框圖如圖3一17所示。
時鐘脈沖發生器發出的脈沖列分成兩路：一路經基準通道分頻器I進行N分頻后作為基準相位的參考信號方波：另一路加到加減器，按指令脈沖的性質對時鐘脈沖進行加減。再經指令通道分頻器Ⅱ的N分頻后產生指令信號方波，當沒有進給脈沖加入的情況下，兩個分頻器系數Ⅳ相同，在接收到N個脈沖后，同時輸出一個矩形方波，其頻率和相位相同：
當加入表示工作臺正向進給的脈沖時，加減器將它們加入時脈沖列中去不允許和時鐘脈沖重合)，這樣分頻器I仍以每接收到Ⅳ個脈沖，輸出一個矩形波，而分頻器Ⅱ則在同一時間內對(N+n)個脈沖分頻，因而輸出(1+n／N)個矩形波(n為這個時問內加入的正向給脈沖數)即后者比前者在相位上超前了(n／N)°
反之，加入反向進給脈沖，現在分頻器l輸出一個矩形波后在分頻器Ⅱ中輸出(1一n／N)個矩形波，這表示后者比前者在相位上落后(n／N)°
由此可見，分頻器Ⅱ輸出的指令信號矩形波相對于分頻器I輸出的矩形波參考信號有相位變化，其相移的數值正比于加八的進給脈沖數n，而相位移動的方向取決于進給脈沖的符號。
如果感應同步器的節距2r=2ram，脈沖當量(δ)選定為0.01mm，即相當于
的相位移。因此需要把一個節距2mm劃分成200等分，所以分頻系數N=200，每一個指令脈沖產生l.8°的相位移。
2勵磁供電線路
脈沖一相位變換器輸出的參考信號，作為棚位基準給感應同步器的繞組勵磁。勵磁信號通常采用幅度相同、相位相差90°的兩個正弦電壓，也有采用方波或梯形波勵磁的。圖3 18為正弦波供電線路。
基準通道分頻器從末級觸發器輸出兩個相位相差90°的方波，經選頻濾波網絡變成正弦波。由功放級給感應同步器動尺的兩個繞組勵磁。
3鑒相器
鑒相器又叫相位比較器，其作用是鑒別指令信號與反饋信號之間的相位，并判別相位差的大小和相位的超前或滯后。
鑒相器的線路有多種，近來較多采用一種擴展工作范圍的鑒相器，或稱寬域鑒相器。這種鑒相器在理論上說，鑒相范圍不受限制，可以任意擴展。即可以在任意個周期之內單值鑒相。
鑒相器的邏輯原理如圖3一19所示，它由用D觸發器組成的分頻器cl、c3和相位比較觸發器
c2、c4和三個與非門組成。當沒有c1、c3 時，鑒相范圍為±180°。若c1、c3由一級觸發器組
成，鑒相范圍為2×(±180。)。若c1、c3是由分頻系數為n的分頻器構成，則鑒相范圍是nx(±180°)。
說明鑒相器工作原理的各種波形圖如圖3一20所示。
當指令信號θ1，和反饋信號θ2相位相同時，鑒相器輸出(即M3輸出)為恒定的低電平，如圖3—20a所示。
當指令信號θ1的相位超前于反饋信號θ2的相位時，鑒相器輸出保持恒定的高電平，而M1和M3有脈沖輸出，其脈沖寬度為△θ=θl一θ2，如圖3—20b所示
當指令信號θ1的相位滯后于反饋信號θ2的相位時，鑒相器M1輸出保持恒定高電平，而M2及M3有脈沖輸出，其脈沖寬度為一△θ=θl一θ2如圖3一2所示。
在閉環數控機床的伺服系統中，利用濾波網絡將鑒相器M1、M2輸出的脈夏相位差△θ而變化的脈沖信號變成和△θ成正比的直流電流(帶正負號)，去驅動伺服機構，向著消除誤差的方向運動。
感應同步器的鑒幅測量系統：
在幅值工作狀態下，供給感應同步器滑尺正弦繞組和余弦繞組的勵磁信號，是
頻率和相位相同而幅值不同的兩個交流電壓。通過鑒別定尺繞組輸出的誤差信號的
幅值，進行位移測量。因此在鑒幅測量系統中，作為比較器的是鑒幅器，或稱門檻
電路。系統的基本邏輯原理如圖3—21所示。
從鑒幅測量的原理看，加給滑尺兩個繞組的勵磁電壓的幅值應滿足 
起始位置時感應電壓e=0，當兩尺相對移動后，若勵磁仍保持原來的數值則誤差信號將增大，當超過門檻值時，產生輸出脈沖，讓這些脈沖作用到數字一橫擬變換器E(D／A變換器)，自動地改變勵磁電壓的幅值，使其滿足上面公式，從而使誤差信號總是在門檻電平的上下變動。 門檻電平的整定，是根據脈沖位移(相位)當量來進行的，例如，當脈沖-位移當量為O．01mm／脈沖，那么門檻值應整定在O．0017mm的數值上，亦即位移7μm產生的誤差信號經放大正好達到門檻電平。另外對2r=2mm的感應同步來說，一個門檻脈沖應當對應于使數字一模擬變換器修改1．8°的sin日、cosθ的勵磁值。怎樣產生sinθ、cosθ的勵磁電壓呢?它由數字一模擬變換器產生的，而數字一
模擬變換器則由多抽頭的計數變壓器、開關線路和變換計數器組成，計算變壓器的 抽頭必須精確地按照正弦、余弦函數抽出。
變換器中的開關在點位系統中可以是繼電器觸點，在數字顯示系統中，則由運用在對稱開關狀態下的晶體管構成。晶體管的接通和斷開完全由交換計數器的數字 控制，因而隨著計數器狀態的改變而切換晶體管交流開關的位置。
有些數控機床使用鑒幅工作方式的感應同步器作為位置檢測裝置，用電壓一頻率變換電路將定尺的感應電壓變換成表示位移的脈沖數，作為位置反饋信號，并與指令位移信號在脈沖比較器中相比較，構成位置閉環控制系統，如圖3—22所示：
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