磁 柵 式 傳 感 器課件

磁柵式傳感器XXXXX磁柵式傳感器1磁柵傳感器的工作原理2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(jiǎn)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(shì)相位差即可把磁柵上的磁信號(hào)讀出來(lái)，這樣就把被測(cè)位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。磁柵式傳感器1．磁柵的組成磁柵傳感器是由磁柵（磁尺）、磁頭、檢測(cè)電路組成。1－磁尺；2－尺基；3－磁性薄膜；4－鐵心；5－磁頭磁柵式傳感器磁柵的外形及結(jié)構(gòu)圖磁尺靜態(tài)磁頭接信號(hào)處理電路固定孔磁柵式傳感器2．磁柵的類型長(zhǎng)磁柵圓磁柵（測(cè)量直線位移）（測(cè)量角位移）尺形帶形同軸形磁柵式傳感器1－磁頭2－磁柵3－屏蔽罩4－基座5－軟墊圓磁柵磁柵式傳感器磁尺磁柵外觀圖磁頭磁柵式傳感器磁頭與磁尺相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的輸出波形二、磁柵傳感器的工作原理1．基本工作原理磁柵傳感器工作原理動(dòng)畫演示磁柵式傳感器磁柵傳感器由磁柵（簡(jiǎn)稱磁尺）、

磁頭和檢測(cè)電路組成。

磁尺是用非導(dǎo)磁性材料做尺基，

在尺基的上面鍍一層均勻的磁性薄膜，

然后錄上一定波長(zhǎng)的磁信號(hào)而制成的。

磁信號(hào)的波長(zhǎng)（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．基本工作原理磁柵傳感器示意圖磁柵式傳感器這里以靜態(tài)磁頭為例，簡(jiǎn)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5kHz或25kHz，

幅值約為200mA。

勵(lì)磁電流使磁芯的可飽和部分（截面較?。┰诿恐芷趦?nèi)發(fā)生兩次磁飽和。磁飽和時(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(shì)。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(shì)e?？梢姼袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)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．基本工作原理磁頭輸出的電勢(shì)信號(hào)經(jīng)檢波，保留其基波成分，可用下式表示：

Em－感應(yīng)電勢(shì)的幅值W－磁柵信號(hào)的節(jié)距x－機(jī)械位移量磁柵式傳感器2．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：式中：－機(jī)械位移相角，磁柵式傳感器雙磁頭結(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(m±1／4)λ配置（m為正整數(shù)），它們的輸出電壓分別是U1、U2。2．信號(hào)處理方式磁柵式傳感器為增大輸出，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(cè)量精度。

雙磁頭結(jié)構(gòu)2．信號(hào)處理方式磁柵式傳感器鑒相處理方式就是利用輸出信號(hào)的相位大小來(lái)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)椋簩陕份敵鱿嗉?，則獲得總輸出：（1）鑒相方式磁柵式傳感器鑒相型磁柵傳感器的原理框圖磁柵式傳感器利用輸出信號(hào)的幅值大小來(lái)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）鑒幅方式與光柵的信號(hào)辨向、細(xì)分一致。磁柵式傳感器鑒幅型磁柵傳感器的原理框圖磁柵式傳感器