磁 柵 式 傳 感 器

1、磁 柵 式 傳 感 器 XXXXX 1 磁柵傳感器的工作原理磁柵傳感器的工作原理 2 磁柵式傳感器應(yīng)用磁柵式傳感器應(yīng)用 3 磁柵式傳感器結(jié)構(gòu)和分類磁柵式傳感器結(jié)構(gòu)和分類 一、磁柵式傳感器結(jié)構(gòu)和分類一、磁柵式傳感器結(jié)構(gòu)和分類 磁柵式傳感器主要由磁柵(簡稱磁尺)和磁頭兩部分組成。磁柵 上刻有等間距的磁信號(hào)，它是利用磁帶錄音的原理將等節(jié)距的周期變 化的信號(hào)（正弦波或者矩形波）用錄磁的方法記錄在磁性尺子或者圓 盤上而制成的。 磁柵位移傳感器工作時(shí)，磁頭相對(duì)于磁柵有一定的相對(duì)位置， 通過讀取磁柵的輸入輸出感應(yīng)電動(dòng)勢相位差即可把磁柵上的磁信號(hào)讀 出來，這樣就把被測位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 1磁柵的組成磁柵的組成

2、 磁柵傳感器是由磁柵（磁尺）、磁頭、檢測電路組成。 1磁尺； 2尺基； 3磁性薄膜； 4鐵心； 5磁頭 磁柵的外形及結(jié)構(gòu)圖磁柵的外形及結(jié)構(gòu)圖 磁尺 靜態(tài)磁頭 接信號(hào)處理電路 固定孔 2磁柵的類型磁柵的類型 長磁柵 圓磁柵 （測量直線位移） （測量角位移） 尺形 帶形 同軸形 1磁頭 2磁柵 3屏蔽罩 4基座 5軟墊 圓磁柵 磁尺 磁柵外觀圖 磁頭 磁頭與磁 尺相對(duì)運(yùn) 動(dòng)時(shí)的輸 出波形 二、磁柵傳感器的工作原理二、磁柵傳感器的工作原理 1 1基本工作原理基本工作原理 磁柵傳感器工作原理動(dòng)畫演示 磁柵傳感器由磁柵（簡 稱磁尺）、 磁頭和檢測電 路組成。 磁尺是用非導(dǎo)磁 性材料做尺基， 在尺基的 上

3、面鍍一層均勻的磁性薄膜， 然后錄上一定波長的磁信號(hào) 而制成的。 磁信號(hào)的波長 （周期）又稱節(jié)距， 用W 表示。 磁信號(hào)的極性是首 尾相接， 在N、 N重疊處為 正的最強(qiáng)， 在S、S重疊處 為負(fù)的最強(qiáng)。 磁尺的斷面 和磁化圖形如圖所示。 1 1基本工作原理基本工作原理 磁柵傳感器示意圖 這里以靜態(tài)磁頭為例，簡要說明磁柵傳感器的工作原理。 靜態(tài)磁頭 的結(jié)構(gòu)如上圖所示，它有兩組繞組N1和N2。其中， N1為勵(lì)磁繞組，N2為 感應(yīng)輸出繞組。在勵(lì)磁繞組中通入交變的勵(lì)磁電流，一般頻率為5 kHz或 25 kHz， 幅值約為200 mA。 勵(lì)磁電流使磁芯的可飽和部分（截面較?。?在每周期內(nèi)發(fā)生兩次磁飽和。磁

4、飽和時(shí)磁芯的磁阻很大，磁柵上的漏磁通 不能通過鐵芯，輸出繞組不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。只有在勵(lì)磁電流每周兩次過 零時(shí)，可飽和磁芯才能導(dǎo)磁，磁柵上的漏磁通使輸出繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 e?？梢姼袘?yīng)電動(dòng)勢的頻率為勵(lì)磁電流頻率的兩倍，而e的包絡(luò)線反映了磁 頭與磁尺的位置關(guān)系，其幅值與磁柵到磁芯漏磁通的大小成正比。 1 1基本工作原理基本工作原理 磁頭輸出的電勢信號(hào)經(jīng)檢波，保留其基波成分，可用下式表示： 2 cossin m x EEt W Em感應(yīng)電勢的幅值 W磁柵信號(hào)的節(jié)距 x機(jī)械位移量 2 2信號(hào)處理方式信號(hào)處理方式 當(dāng)兩只磁頭勵(lì)磁線圈加上同一勵(lì)磁電流時(shí)，兩磁頭輸出繞組的 輸出信號(hào)為： t W x EE m

5、 sin 2 cos 1 t W x EE m sin 2 sin 2 W x2 x W x 2 式中： 機(jī)械位移相角， 雙磁頭結(jié)構(gòu) 雙磁頭是為 了識(shí)別磁柵的移 動(dòng)方向而設(shè)置的， 其結(jié)構(gòu)如圖所示。 兩磁頭按(m1 4)配置（m為 正整數(shù)），它們 的輸出電壓分別 是U1、U2。 2 2信號(hào)處理方式信號(hào)處理方式 為增大輸出， 實(shí)際使用時(shí)常采 用多間隙磁頭。 多間隙磁頭的輸 出是許多個(gè)間隙 磁頭所取得信號(hào) 的平均值，有平 均效應(yīng)作用，因 而可提高測量精 度。 雙磁頭結(jié)構(gòu) 2 2信號(hào)處理方式信號(hào)處理方式 鑒相處理方式就是利用輸出信號(hào)的相位大小來反映磁頭的位移量或與 磁尺的相對(duì)位置的處理方式。將第二個(gè)磁頭的電壓讀出信號(hào)移相 900，兩磁頭的輸出信號(hào)則變?yōu)椋?將兩路輸出相加，則獲得總輸出： t W x EE m sin 2 cos 1 t W x EE m cos 2 sin 2 ) 2 sin( W x tEE m （1 1）鑒相方式）鑒相方式 鑒相型磁柵傳感器的原理框圖 利用輸出信號(hào)的幅值大小來反映磁頭的位移量或與磁尺的相對(duì)位 置的信號(hào)處理方式。經(jīng)檢波器去掉高頻載波后可得 ： （2 2）鑒幅方式）鑒幅方式 W x EE m 2 cos 1 W x EE m 2 sin 2 與光柵