磁柵尺的基本原理

一、磁柵尺簡介

磁柵尺（Magnetic scale）是一種常見于工業自動化設備領域的線性位移測量方案，因為其耐用性強，對環境要求不高，逐漸替代了對環境要求苛刻的光學直線測量方案。

作為自動化設備領域里不多見的精密位移檢測方案，磁柵尺使用廣泛，尤其適用于檢測行程長、測量精度要求高、工況復雜的大型機床。磁柵尺安裝方便，抗干擾能力強，抗沖擊性強，不易受到振動、粉塵、水垢、油污等影響，耐高溫和耐低溫性能也較為突出。

二、磁柵尺基本組成與原理

磁柵尺主要由兩個部分組成，磁尺和讀磁頭。

磁尺

磁尺是磁柵尺位移傳感器的重要組成結構，為傳感器位移測量與位置定位提供檢測的基準參照。磁尺由非導磁不銹鋼帶（ferromagnetic stainless-steel strip）、導磁材料、保護層組成。

鋼帶為基體，經涂覆、化學沉淀或者電鍍導磁材料薄膜，在再磁性材料上層上覆塑化保護層，保護磁尺在使用中讀磁頭對磁性材料的磨損。磁尺錄磁時，先將磁尺固定，磁頭根據一定波長的基準信號，以一定的速度運行并流過一定頻率的等效電流，這樣磁尺上就錄上了等間距的磁化信號，磁信號以NS-SN-NS的次序排列，因此磁柵尺位移傳感器的磁場強度呈周期性變化，磁信號的間距規格多樣，不同磁信號間距的磁尺檢測精度也各不相同，直接影響了自動化設備的測量控制效果。

讀磁頭

讀磁頭是進行磁-電轉換的轉換裝置，它把記錄在磁尺上磁化信號轉換為電信號輸送到檢測電路中，實現位移測量或者位置定位。讀磁頭也是磁柵尺位移傳感器的關鍵元件，主要有勵磁繞組和信號輸出繞組組成，讀磁頭通過勵磁繞組供給的激勵電壓，將檢測到的磁信號轉換為脈沖信號，用于動態或者靜態測量。

基本原理

讀磁頭與磁尺通過非接觸式安裝進行讀取，安裝距離為0.1-2mm。磁尺上的NS-SN-NS極生成帶有不同方向的磁場，讀磁頭在沿著磁尺運動的過程中感應到磁場的變化并將這個磁場變化轉化為模擬量信號或者數字量信號輸出。

三、磁柵尺的優勢

分辨率在亞微米范圍

測量精度高

測量范圍廣（可達100m）

非接觸式安裝，沒有磨損

安裝方便

抗干擾能力強，抗沖擊性強

不易受到振動、粉塵、水垢、油污等影響

耐高溫和耐低溫性能也較為突出