磁柵
磁柵是一種計算磁波數(shù)日的位置檢測元件优学。它由磁性標(biāo)尺肴奠、磁頭和檢測電路組成,具有較高的測量精度珍诡。利用錄磁原理將具有一定節(jié)距盒蚁、周期變化的方波、正弦波或脈沖電信號尼袁,用錄磁磁頭記錄在磁性標(biāo)尺(或磁盤)的磁膜上陋晒,作為測量的基準(zhǔn)。測量時化焕,由抬磁磁頭將磁性標(biāo)尺上的磁信號轉(zhuǎn)化為電信號萄窜,經(jīng)檢測電路處理得到以數(shù)字量表示的磁頭相對磁尺的位移量。磁尺按其結(jié)構(gòu)分為測量直線位移的直線磁尺和測量角位移的圓形磁尺撒桨。其優(yōu)點(diǎn)是精度高查刻,制作簡單和安裝方便,對使用環(huán)境的條件要求較低凤类,對周圍電磁場的抗干擾能力較強(qiáng)穗泵,在油污、粉塵較多的場合下使用穩(wěn)定性好火欧。
1.磁性標(biāo)尺
在非導(dǎo)磁材料的基體上,用涂敷茎截、化學(xué)沉積或電鍍等方法加上一層10~ 20ym厚的硬磁材料,并在其表面上錄制節(jié)距相等周期變化的磁化信號赶盔。磁化信號可以是正弦波企锌、方渡等。
節(jié)距通常有0 05mm于未、0 imm其神、。./mm币沫,最后在磁性膜上涂一層厚1- 2Wrn的耐磨塑料保護(hù)層垄窃,以防止磁頭與磁尺頻繁接觸而引起磁膜破損。
磁尺按其基體形狀的不同可以分為直線位移測量用的實(shí)體型磁尺吐莲、帶狀磁尺和圓形磁尺,角度位移測量用的回轉(zhuǎn)型碰尺等阶押。
?帶狀磁尺,其基體為厚0 2mm阐逗、寬70mm的磷青銅帶池躁。帶狀磁尺的特點(diǎn)是磁尺固定在用低碳鋼做成的屏蔽殼體內(nèi)韵谋,并以一定的預(yù)緊力繃緊在框架或支架中褒选,框架固定在機(jī)床上,使帶狀磁尺與機(jī)床一起脹縮振诬,從而減小溫度對測量精度的影響蹭睡。
?線狀磁尺,其基體為直徑/mm的青銅絲棠笑。由于青銅絲的線膨脹系數(shù)大,所以長度不宜超過1 Sm禽绪。線狀磁尺的特點(diǎn)是磁尺套在磁頭中間,與磁頭同軸印屁,兩者之間保持很小的間隙循捺。由于磁尺包圍在磁頭中間,對周圍電磁起到了屏蔽作用雄人,所以抗干擾能力強(qiáng)从橘,輸出信號大。
?圓形磁尺础钠,多做成磁盤或磁鼓形狀恰力,用于測量角位移。
?平面實(shí)體型磁尺拓酵,一般長度為600mm镰饶,可以幾根對接起來使用。
磁性標(biāo)尺制作簡單乱树,安裝調(diào)整方便,具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力吆揖,在油污和粉塵較多的場合也能可靠地工作铜诽。
2.抬磁磁頭
拾磁磁頭是一種磁電轉(zhuǎn)換器,它把反映位置變化的磁化信號轉(zhuǎn)換成電信號送給檢測電路绳瓣。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的要求懂棘,為了在低速運(yùn)動和靜止時也能進(jìn)行位置檢測,必須采用磁通響應(yīng)型磁頭嗡深。磁通響應(yīng)型磁頭是一個帶有可飽和鐵心的磁性調(diào)制器甩卷。它由鐵心、兩個串聯(lián)的勵磁繞組和兩個串聯(lián)的拾磁繞組組成起衫。
用在數(shù)控機(jī)床上的磁尺劝薄,都采用磁通響應(yīng)型磁頭槽畔,因?yàn)樗诘退龠\(yùn)動和靜止時也能進(jìn)行位置檢測。這種磁頭是用軟磁材料(如坡莫合金)制成的二次諧波調(diào)制器胁编。
當(dāng)勵磁繞組通人高頻勵磁電流后厢钧,在磁頭鐵心中產(chǎn)生高頻交變磁通,當(dāng)磁頭靠近磁性標(biāo)尺時嬉橙,磁性標(biāo)尺上的磁信號產(chǎn)生的磁通通過磁頭鐵心早直,由于高頻勵磁電流產(chǎn)生的磁通的調(diào)制作用,從而在抬磁繞組中感應(yīng)出電壓信號輸出市框。
為了辨別磁頭在磁尺上的移動方向霞扬,通常采用了間距為( m±1/4)^的兩組磁頭(其中,m力任意正整數(shù))枫振。
使用單個磁頭的輸出信號很小喻圃,為了提高輸出信號的幅值,同時降低對錄制的磁化信號正弦波形和節(jié)距誤差的要求粪滤,在實(shí)際使用時常將幾個到幾十個磁頭以一定的方式連接起來斧拍,組成多間隙磁頭。多間隙磁頭都以相同的間距配置杖小,相鄰兩磁頭的輸出繞組反向串聯(lián)肆汹。因此,輸出信號為各磁頭輸出信號的疊加零破。多間隙磁頭具有高精度衫半、高分辨率、輸出電壓大等優(yōu)點(diǎn)抠孤。
磁尺測出的模擬信號即贰,經(jīng)檢測電路處理、變換后才能獲得表示位移量的脈沖信號团弧。根據(jù)勵磁方式不同,磁尺檢測分為鑒相檢測和鑒幅檢測兩種乌爪,目前主要采用鑒相檢測方式幔瓮。
磁尺位置檢測裝置的特點(diǎn)是:
?作為測量基準(zhǔn)的磁性標(biāo)尺制造比較簡單,而且只要將原來磁化信號抹去就可重新錄制经褒,不會損傷磁性標(biāo)尺谅练,且用激光錄磁可以得到較高的精度。其分辨率可達(dá)到iLun哈讯,測量長度達(dá)9m透劈。
?在機(jī)床上錄制磁性標(biāo)尺,可消除磁性標(biāo)尺的安裝誤差奇颠,省去為此附加的標(biāo)尺校正裝置败去。在大型數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)床上采用放航,對保證位置檢測精度更為有利。
?對使用環(huán)境的要求較低圆裕,不受油污影響广鳍,對周圍電磁場的抗干擾能力較強(qiáng)。
?磁性標(biāo)尺還可以制作得較長吓妆,用于大型機(jī)床赊时。
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