磁栅

磁栅的工作原理是磁电转换，为保证磁头有稳定的输出信号幅度，考虑到空气的磁阻很大，故磁栅尺与磁头之间不允许存在较大和可变的间隙，最好是接触式的。为此带型磁栅在工作时磁头是压入于磁带上的，这样即使带面有些不平整，磁头与磁带也能良好的接触。线型磁栅的磁栅尺和磁头之间约有0.01mm的间隙，由于装配和调整不可能达到理想状态，故实际上线型磁栅也处于准接触式的工作状态。

简介

在磁性材料的表层或非导磁材料的磁性镀层上，准确地等距离磁化为具有N、S极的尺子、圆杆或圆盘(图1)。尺子称磁尺（有尺式和带式两种）,圆杆称磁杆，二者用于直线位移测量；圆盘称磁盘，用于角位移测量。磁栅的栅距一般为0.2毫米或0.1毫米。磁栅是捷克斯洛伐克的K.斯捷潘内克于20世纪50年代中期研制成功的，用于测量滚齿机传动链误差，并用于齿轮单面啮合检查仪（见齿轮综合检查仪）中。其后由于磁通响应式磁头的发展，磁栅也用于机床的定位反馈系统和长度测量工具，例如丝杠测量仪、电子千分尺、电子高度卡尺等的测量系统中。　用磁栅测量时需配以磁头。磁头 (图2)有速度响应式和磁通响应式两种。①速度响应式磁头：当磁栅基尺和磁头间有相对移动时，按电磁感应原理在磁头的输出绕组中会产生正弦波形的感应电势，其大小与相对移动的速度成正比，经滤波、放大、整形、细分、计数后便可得出位移量。这种磁头适用于连续的匀速运动中。②磁通响应式磁头：在激磁绕组中输入高频(激磁)电流，输入绕组会产生频率为激磁电流两倍的感应（载波）电势。当磁栅与磁头有相对位移时，又产生（二次谐波）感应电势，用滤波器滤去高频载波并经有关电路处理后即可得到相对位移量。为了增大输出和减小录磁误差影响，常将这种磁头多个串联起来使用。它适用于断续移动的测量中。

组成

磁栅和磁头组成的部件称为磁栅式长度传感器。它与滤波、放大、整形、细分、计数、数字显示等电子部分组成的系统称为磁栅测量系统，其测长精度可达 3微米/1000毫米，测角精度可达1″/360°。

磁栅尺

利用与录音技术相似的方法，通过录磁头在磁性尺（或盘）上录制出间隔严格相等的磁波这一过程称为录磁。已录制好磁波的磁性尺称为磁栅尺。磁栅尺上相邻栅波的间隔距离称为磁栅的波长，又称为磁栅的节距（栅距）。

磁栅尺与录磁原理

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磁栅尺是磁栅数显系统的基准元件。显然，波长就是磁栅尺的长度计量单位。任一被测长度都可用与其对应的若干磁栅波长之和来表示。

磁栅尺的尺体可由满足一定要求的硬磁合金制成。也可由表面镀上一层硬磁合金的磁性材料制成。对制成磁栅尺的硬磁合金磁性材料的性能应有如下要求：

1）良好的磁性能材料应具有较大的剩磁和矫顽力，即材料的磁滞回线应较胖大。

2）良好的磁均匀性材料的磁性能越均匀越好，以保证录磁后的剩磁幅值相等，否则将影响磁栅的精度。

3）良好的磁稳定性材料录磁后的剩磁强度应不会有随着时间的延伸而很快减弱的性能。

4）良好的力学性能材料应具有较高的机械强度、硬度和耐磨度，易于机械加工及不易受外界温度和湿度变化。

5）一定的频率特性能保证在一定的剩磁强度的要求下录上所需频率（波长）的磁波。

常用的硬磁合金是Cu-Ni-Fe合金或Fe-Cr-Co合金；常用的磁性镀层的成分是Ni、Co、P。

磁栅尺的设计

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磁栅的一个重要特点是磁栅尺与磁头处于接触式的工作状态。磁栅的工作原理是磁电转换，为保证磁头有稳定的输出信号幅度，考虑到空气的磁阻很大，故磁栅尺与磁头之间不允许存在较大和可变的间隙，最好是接触式的。为此带型磁栅在工作时磁头是压入于磁带上的，这样即使带面有些不平整，磁头与磁带也能良好的接触。线型磁栅的磁栅尺和磁头之间约有0.01mm的间隙，由于装配和调整不可能达到理想状态，故实际上线型磁栅也处于准接触式的工作状态。

磁栅的另一个重要特点是磁栅尺处于一定的张紧状态。

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