磁栅传感器由磁尺或磁盘(即磁栅)、磁头和检测电路组成。磁尺或磁盘用于记录一定功率的正弦或矩形信号。磁头的作用类似磁带机的磁头,用于读写磁尺上的信号,并转换为电信号。
磁栅结构如图14-3所示。磁栅由不导磁的金属带做基体,在基体上均匀涂覆一层薄磁膜,然后用写磁带方式,由磁头写上节距为驳的正弦或矩形波,如图14-3(a)所示的栅极磁化图形。磁栅也可以利用激光录磁方式制成。目前磁栅的栅条数一般在100~30000之间,栅距应大于0.04mm否则磁头读取信号的幅值将十分微弱。
磁头一般分为动态和静态两种,由读取信号方式决定。
静态磁头在蕊型铁芯上绕有两个线圈,一个为激磁绕组工,另一个为输出绕组L。静态磁头与磁栅间无相对运动,一般由若干个磁头串行连接构成多间辽静态磁头体。当在激磁绕组上施加交变的激磁信号时,H型铁芯的中间部分,在每个周期内两次被激磁信号产生磁通而饱和,此时铁芯的磁阻很大,磁栅上的信号磁通不能通过磁头,因而输出绕组无感应电势输出。只有当激磁信号两次过零时,铁芯不饱和,磁栅上的信号磁通才能通过输出绕组的铁芯而产生感应电势。磁栅信号的频率是激磁信号的两倍,幅值与磁栅信号磁通的大小成比例。输出电压可用下式表示:
动态磁头仅有一组输出绕组，动态磁头只有相对磁栅运动才有信号输出，输出信号高的幅值随运动速度而变化，为了保证一定幅值的输出，通常规定磁头以一定速度运行，因此，动态磁头不适合长度测量。当磁头以一定速度运动时，磁头输出一定频率的正弦信号，且在N、N处信号达到正向峰值，在S、S处达到负向峰值。
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