传感器与检测技术第十一讲.ppt
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1、磁栅数字式传感器磁栅数字式传感器 磁栅的结构和工作原理磁栅的结构和工作原理磁栅传感器的数字测量原理磁栅传感器的数字测量原理磁栅传感器的应用磁栅传感器的应用磁栅传感器的结构和工作原理v组成组成v测量原理测量原理v磁栅结构、原理、对磁栅的要求磁栅结构、原理、对磁栅的要求v磁头结构、原理、种类磁头结构、原理、种类 磁栅式传感器主要由磁栅、磁头和检测电路组成。磁栅上录有等间距的磁信号,它是利用磁带录音的原理将等节距的周期变化的电信号(正弦波或矩形波)用录磁的方法记录在磁性尺子或圆盘上而制成的。组成组成:测量原理测量原理:装有磁栅传感器的仪器或装置工作时,磁头相对于磁栅有一定的相对位置,在这个过程中,磁
2、头把磁栅上的磁信号读出来,这样就把被测位置或位移转换成电信号。(一)磁栅 磁栅结构如图所示,磁栅基体磁栅结构如图所示,磁栅基体1 1是用不导磁材料是用不导磁材料做成的,上面镀一层均匀的磁性薄膜做成的,上面镀一层均匀的磁性薄膜2 2,经过录磁,经过录磁,其磁信号排列情况如图中所示,其磁信号排列情况如图中所示,要求录磁信号幅度要求录磁信号幅度均匀均匀,幅度变化应小于幅度变化应小于1010,节距均匀节距均匀mmmmmmmm两种,两种,圆磁栅的角节距一般为几分至几十分。圆磁栅的角节距一般为几分至几十分。具体使用时对磁栅还有如下的要求:磁栅的基尺(磁尺)要求不导磁,线膨胀系数磁栅的基尺(磁尺)要求不导磁
3、,线膨胀系数应与仪器或机床的相应部分相近似。由于在基应与仪器或机床的相应部分相近似。由于在基尺上要镀一层磁性薄膜,所以要求基尺有良好尺上要镀一层磁性薄膜,所以要求基尺有良好的加工和电镀性能。的加工和电镀性能。为了使磁尺上录的磁信号能长时期保存,并希为了使磁尺上录的磁信号能长时期保存,并希望产生较大的输出信号,要求磁性薄膜剩磁感望产生较大的输出信号,要求磁性薄膜剩磁感应要大,矫顽力要高,电镀要均匀,目前常用应要大,矫顽力要高,电镀要均匀,目前常用Ni-Co-P合金。合金。对磁尺表面要求长磁栅平直度为()对磁尺表面要求长磁栅平直度为()mm/m,圆磁栅的不圆度为圆磁栅的不圆度为mm,表面粗糙度要小
4、。表面粗糙度要小。要要求求所所录录磁磁信信号号幅幅度度均均匀匀,幅幅度度变变化化小小于于10%,节距均匀,满足一定精度要求。,节距均匀,满足一定精度要求。几种常见磁栅的结构(二)磁头 磁栅上的磁信号由读取磁头读出,按读取 信号方式的不同,磁头可分为静态磁头动态磁头动态磁头 动态磁头为非调制式磁头,又称速度响应式磁头 它只有一组线圈 1磁头;2磁栅;3输出波形 动态磁头的工作原理 静止时就没有信号输出。因此它不适合用于长度测量 静态磁头静态磁头静态磁头是调制式磁头调制式磁头,又称磁通响应式磁头磁通响应式磁头。它与动态磁头的根本不同之处在于,在磁头磁头与磁栅之间没有相对运动的情况下也有信号输与磁栅
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