[科普中国]-圆形磁栅

磁栅又叫做磁尺,是一种采用电磁方法记录磁波数目的位置测量装置。按其结构分为直线磁栅和圆形磁栅,分别用来测量直线位移和角位移。1

圆形磁栅优点①制作简单,安装、调整方便,成本低。磁概上的磁化信号录制完,若发现不符合要求,可抹去重录。亦可安装在机床上再录磁,避免安装误差。

②磁栅的长度可任意选择,亦可录制任意节距的磁信号,适合较长位移的测量。

③对使用环境要求低,在油污、粉尘较多的环境中应用,具有较好的稳定性。对周围电磁场的抗干扰能力较强。

因此,磁较广泛地应用在数控机床、精密机床和各种测量机上。1

圆形磁栅工作原理磁栅位移传感器由磁尺(磁栅)、磁头和检测电路组成。其工作原理是电磁感应原理,当线圈在一个周期性磁体表面附近匀速运动时,线圈上就会产生不断变化的感应电动势。感应电动势的大小,既和线圈的运动度有关,还和磁性体与线圈接触时的磁性大小及变化率有关。根据感应电动势的变化情况,就可获得线圈与磁体相对位置和运动的信息。磁尺是检测位移的基准尺,磁头用来读取磁尺上的记录信号。2

磁栅磁栅是一种有磁化信息的标尺,它是在非磁性体的平整表面上镀一层约0.02mm厚的Ni-Co-P磁性薄膜,并用录音磁头沿长度方向按一定的激光波长入录上磁性刻度线而构成的,因此又把磁栅称为磁尺。

录制磁信息时,要使磁尺固定,磁头根据来自激光波长的基准信号,以一定的速度在其长度方向上边运行边流过一定频率的相等电流,这样,就在磁尺上记录了相等节距(W=λ)的磁化信息而形成磁栅。2

动态磁栅与静态磁栅按被测物体的运动状态．磁栅分为动态磁栅和静态磁栅。

磁栅检测系统应用于以 一定的速度作匀速运动的被测物体时，这样的磁栅被称为动态磁栅。此时，读出磁头往往采用速度响应式磁头(其工作原理相当于录音机磁头)，捷克的IM(O系列产品、英国的Temac系列产品和丝杠动态精度检查仪上应用的便属这一类磁栅系统。

当磁栅检测系统应用厂破测物体的运动速度可变化的场合时，这样的磁栅被称为静态磁栅。此时的读出磁头需用调制式的磁通‘向应式磁头(又称静态磁头)。SONY磁尺公司的Magnescale磁栅、SOKKl公司的磁栅和上海市机床研究所，北京机床研究所生产的线型磁栅、带型磁栅便属这类磁栅。静态磁栅检测系统对被测物体的运动速度的变化无特殊要求，即使处于静上状态下照样能进行位移检测，静态磁栅检测系统又称磁栅数显系统。3

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学