磁栅

　　磁栅是一种计算磁波数日的位置检测元件。它由磁性标尺、磁头和检测电路组成，具有较高的测量精度。利用录磁原理将具有一定节距、周期变化的方波、正弦波或脉冲电信号，用录磁磁头记录在磁性标尺（或磁盘）的磁膜上，作为测量的基准。测量时，由抬磁磁头将磁性标尺上的磁信号转化为电信号，经检测电路处理得到以数字量表示的磁头相对磁尺的位移量。磁尺按其结构分为测量直线位移的直线磁尺和测量角位移的圆形磁尺。其优点是精度高，制作简单和安装方便，对使用环境的条件要求较低，对周围电磁场的抗干扰能力较强，在油污、粉尘较多的场合下使用稳定性好。

　　1．磁性标尺

　　在非导磁材料的基体上，用涂敷、化学沉积或电镀等方法加上一层10~ 20ym厚的硬磁材料，并在其表面上录制节距相等周期变化的磁化信号。磁化信号可以是正弦波、方渡等。

　　节距通常有0 05mm、0 imm、。．/mm，最后在磁性膜上涂一层厚1- 2Wrn的耐磨塑料保护层，以防止磁头与磁尺频繁接触而引起磁膜破损。

　　磁尺按其基体形状的不同可以分为直线位移测量用的实体型磁尺、带状磁尺和圆形磁尺，角度位移测量用的回转型碰尺等。    

　　•带状磁尺，其基体为厚0 2mm、宽70mm的磷青铜带。带状磁尺的特点是磁尺固定在用低碳钢做成的屏蔽壳体内，并以一定的预紧力绷紧在框架或支架中，框架固定在机床上，使带状磁尺与机床一起胀缩，从而减小温度对测量精度的影响。   

　　•线状磁尺，其基体为直径/mm的青铜丝。由于青铜丝的线膨胀系数大，所以长度不宜超过1 Sm。线状磁尺的特点是磁尺套在磁头中间，与磁头同轴，两者之间保持很小的间隙。由于磁尺包围在磁头中间，对周围电磁起到了屏蔽作用，所以抗干扰能力强，输出信号大。    

　　•圆形磁尺，多做成磁盘或磁鼓形状，用于测量角位移。    

　　•平面实体型磁尺，一般长度为600mm，可以几根对接起来使用。

　　磁性标尺制作简单，安装调整方便，具有较强的抗电磁干扰能力，在油污和粉尘较多的场合也能可靠地工作。

　　2．抬磁磁头

　　拾磁磁头是一种磁电转换器，它把反映位置变化的磁化信号转换成电信号送给检测电路。根据数控机床的要求，为了在低速运动和静止时也能进行位置检测，必须采用磁通响应型磁头。磁通响应型磁头是一个带有可饱和铁心的磁性调制器。它由铁心、两个串联的励磁绕组和两个串联的拾磁绕组组成。

　　用在数控机床上的磁尺，都采用磁通响应型磁头，因为它在低速运动和静止时也能进行位置检测。这种磁头是用软磁材料（如坡莫合金）制成的二次谐波调制器。

　　当励磁绕组通人高频励磁电流后，在磁头铁心中产生高频交变磁通，当磁头靠近磁性标尺时，磁性标尺上的磁信号产生的磁通通过磁头铁心，由于高频励磁电流产生的磁通的调制作用，从而在抬磁绕组中感应出电压信号输出。

　　为了辨别磁头在磁尺上的移动方向，通常采用了间距为( m±1/4)^的两组磁头（其中，m力任意正整数）。

　　使用单个磁头的输出信号很小，为了提高输出信号的幅值，同时降低对录制的磁化信号正弦波形和节距误差的要求，在实际使用时常将几个到几十个磁头以一定的方式连接起来，组成多间隙磁头。多间隙磁头都以相同的间距配置，相邻两磁头的输出绕组反向串联。因此，输出信号为各磁头输出信号的叠加。多间隙磁头具有高精度、高分辨率、输出电压大等优点。

　　磁尺测出的模拟信号，经检测电路处理、变换后才能获得表示位移量的脉冲信号。根据励磁方式不同，磁尺检测分为鉴相检测和鉴幅检测两种，目前主要采用鉴相检测方式。

　　磁尺位置检测装置的特点是：

　　•作为测量基准的磁性标尺制造比较简单，而且只要将原来磁化信号抹去就可重新录制，不会损伤磁性标尺，且用激光录磁可以得到较高的精度。其分辨率可达到iLun，测量长度达9m。

　　•在机床上录制磁性标尺，可消除磁性标尺的安装误差，省去为此附加的标尺校正装置。在大型数控机床和精密机床上采用，对保证位置检测精度更为有利。

　　•对使用环境的要求较低，不受油污影响，对周围电磁场的抗干扰能力较强。   

　　•磁性标尺还可以制作得较长，用于大型机床。

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