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磁柵尺的工作原理

來源:常州中崴機電科技有限公司   2024年08月10日 11:28  

一、磁柵尺簡介

磁柵尺(Magnetic scale)是一種常見于工業(yè)自動化設(shè)備領(lǐng)域的線性位移測量方案,因為其耐用性強,對環(huán)境要求不高,逐漸替代了對環(huán)境要求苛刻的光學直線測量方案。

作為自動化設(shè)備領(lǐng)域里不多見的精密位移檢測方案,磁柵尺使用廣泛,尤其適用于檢測行程長、測量精度要求高、工況復(fù)雜的大型機床。磁柵尺安裝方便,抗干擾能力強,抗沖擊性強,不易受到振動、粉塵、水垢、油污等影響,耐高溫和耐低溫性能也較為突出。

二、磁柵尺基本組成與原理

磁柵尺主要由兩個部分組成,磁尺和讀磁頭。

磁尺

磁尺是磁柵尺位移傳感器的重要組成結(jié)構(gòu),為傳感器位移測量與位置定位提供檢測的基準參照。磁尺由非導(dǎo)磁不銹鋼帶(ferromagnetic stainless-steel strip)、導(dǎo)磁材料、保護層組成。

鋼帶為基體,經(jīng)涂覆、化學沉淀或者電鍍導(dǎo)磁材料薄膜,在再磁性材料上層上覆塑化保護層,保護磁尺在使用中讀磁頭對磁性材料的磨損。磁尺錄磁時,先將磁尺固定,磁頭根據(jù)一定波長的基準信號,以一定的速度運行并流過一定頻率的等效電流,這樣磁尺上就錄上了等間距的磁化信號,磁信號以NS-SN-NS的次序排列,因此磁柵尺位移傳感器的磁場強度呈周期性變化,磁信號的間距規(guī)格多樣,不同磁信號間距的磁尺檢測精度也各不相同,直接影響了自動化設(shè)備的測量控制效果。

讀磁頭

讀磁頭是進行磁-電轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換裝置,它把記錄在磁尺上磁化信號轉(zhuǎn)換為電信號輸送到檢測電路中,實現(xiàn)位移測量或者位置定位。讀磁頭也是磁柵尺位移傳感器的關(guān)鍵元件,主要有勵磁繞組和信號輸出繞組組成,讀磁頭通過勵磁繞組供給的激勵電壓,將檢測到的磁信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號,用于動態(tài)或者靜態(tài)測量。

基本原理

讀磁頭與磁尺通過非接觸式安裝進行讀取,安裝距離為0.1-2mm。磁尺上的NS-SN-NS極生成帶有不同方向的磁場,讀磁頭在沿著磁尺運動的過程中感應(yīng)到磁場的變化并將這個磁場變化轉(zhuǎn)化為模擬量信號或者數(shù)字量信號輸出。
三、磁柵尺的優(yōu)勢
分辨率在亞微米范圍測量精度高測量范圍廣(可達100m)非接觸式安裝,沒有磨損安裝方便抗干擾能力強,抗沖擊性強不易受到振動、粉塵、水垢、油污等影響耐高溫和耐低溫性能也較為突出


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