磁栅式传感器PPT课件
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磁栅传感器本次课主要内容⏹磁栅传感器结构⏹磁栅传感器原理⏹输出信号处理磁栅式传感器:利用磁栅与磁头的磁作用进行测量的位移传感器。
•特点:磁栅价格低于光栅,且录磁方便、易于安装和调整,测量范围宽(从几十毫米到数十米),抗干扰能力强。
一般应用在大型机床的数字检测,自动化机床的自动控制及定位控制等。
1:磁栅传感器结构⏹磁栅传感器=磁栅(磁尺)+磁头+信号处理电路⏹磁栅结构:磁栅基体是用非导磁材料(玻璃,磷青铜)做成的。
磁栅是在基体材料上镀上一层磁性薄膜经过录磁所制。
注:磁栅基体要有良好的加工性能和电镀性能,其线膨胀系数应与被测件接近。
录磁信号幅度要均匀,节距均匀。
磁栅分类:长磁栅圆磁栅磁栅的外形及结构磁尺静态磁头去信号处理电路固定孔磁头•磁头作用:读出磁栅上录制的磁信号•磁头分类:动态磁头和静态磁头动态磁头又称速度响应式磁头:它有一组输出绕组,只有当磁头磁栅有相对运动时才有信号输出。
动态磁头原理:当磁头与磁栅相对运动时电磁感应将在磁头线圈产生感应电动势,输出信号,速度不同电动势大小也不同,输出信号也不同,当两者速度为零时没有信号输出。
动态磁头:只有一个绕组,当磁头沿磁尺作相对运动时才有信号输出,输出为正弦波,在N-N重叠处输出正信号最强,在S-S重叠处负信号最强。
⏹静态磁头即调制磁头又称磁通响应式磁头,在磁栅与磁头没有发生相对运动的情况下也有信号输出。
(它有两组绕组一组为输出绕组,一组为励磁绕组)⏹静态磁头原理:在励磁绕组中通入交流电,使磁芯可饱和的部分在每周有两次饱和,在此时磁通量变化不能引起输出绕组才生电动势,只有在励磁电流为零时才能引起产生电动势,所以在不运动时也能输出信号。
静态磁头的结构及其磁化波形磁栅传感器原理动态触头型:静态磁头型:输出信号处理⏹动态磁头信号的处理:把输出的信号放大整形,然后用计数器记录脉冲数n 就可以测量出s=nv,但这种方法精度低且不能判断出移动方向。
⏹静态磁头信号处理:1:鉴幅方式2:鉴相方式1.鉴幅方式把输出感应电动势经检波器去掉高频载波后得:w x E e m π2sin 1=''wx E e m π2cos 2=''w x t E e m πω2sin sin 1=wx t E e m πω2cos sin 2=输出感应电动势2.鉴相型输出感应电动势wx t E e m πω2sin sin 1=wx t E e m πω2cos sin 2=把e1经电子线路移相90度后,得wx t E e m πω2sin cos 1='将它与e2相加得:)2sin(wx t E e m πω+=上式表明:鉴相处理后,电动势e 的幅值是常数,其载波相位正比与位移量x ,用电子线路判断相位角,即可获得位移量及位移的方向。