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磁栅式传感器的工作原理与信手处理方式
(一)基本工作原理
以静态磁头为例来叙述磁栅式传感器的工作原理。静态磁头的结构如图13—14所示，它
有两组绕组，一组为激磁绕组外，另一组为输出绕组从。当绕组Jvl通入激磁心流时，磁通的
一邵分通过铁芯，在从绕组中产生电势信号。如果铁芯空隙中同时受到磁栅剩余磁通的影
响，那么内1：磁栅剩余磁通极性的变化，从小产生的电势振幅就受到调制。
实际上，静态磁头中的N1绕组赵到磁路开关的作用。当激磁绕组NI小不通电流时，磁路
处于不饱和状态，滋栅上的磁力线通过磁头铁芯而闭合。这时，磁路中的磁感应强度决定于倔
头勺磁栅的相对份置。如果在绕组NI中通人交变电流，当交变电流达到某一个幅值时，铁芯
饱和而使磁路“断开”，磁栅亡的剩磁通就4；能在磁头铁芯巾通过。反之，当交变电流小于额定
值时，可饱和铁；蘸不饱和，磁路被“接通”，则磁栅上的剩磁通就可以在磁头铁芯个通过，随着激
磁文变：电流的变化1LIJ饱利铁心这一磁路开关不断地“通”和“断”，进入磁头的剩磁通就时右时
无。这样，在磁头铁芯的绕组从中就产生感应屯势，它主要与磁头在磁栅上所处的位置有关，
们勺磁头和滋栅之间的相对应度关系不大。
出于在激傲突变电流变化中。不管它公TI代理商正半周或负半周，只要电流幅值超过某一额定值，
它产生功正向或反向磁场均可使陇头的铁芯饱和．这样，在它变化的一个周期中可使铁芯饱和
两次，磁头输山绕组中输出电压信号为非正弦周期函数，所以其基波分姓询频率m是输入频
率的2倍。
磁头输出的电势信号经检波，保留其基波成分，可用下式表示： 为了辨别方向，图13—14小采用两只相距的磁头，为了保证距离
的难矾性，通常两个磁头做成一体，两个磁头输出信号的载频相位差为90。。经鉴相信号处理
或鉴幅信号处理，并纤细分、辨向、可逆计数后显示位移的大小和方向。
(二)信号处理方式
当图13—N中两个磁头励滋线圈加上同“励磁电流时，两磁头输出绕组的输出信号为 磁栅式传感器的信号处理方式有ATMEL代理商状相式和鉴幅式两种。下面简要地介绍这两种信号处理
方式‘ ’
1．鉴相处理方式
鉴相处死方式就是利用输出信号的相位大小来反映城头的位移量或与磁尺的相对位置的
信号处理方式。将第：：个磁头的电压读出信号移相卯。，两磁头的输出信号变为：
—L式表明，感应电动势f的幅值ATMEL恒定，其相位变化正比于位移量2。该信号经带通滤波、
整形、鉴相细分电路后产生脉冲信号lh可逆计数器计数，显示器股示相应的位移量。
图13—16所承为鉴相型磁栅式传感器的原理框图，其中鉴相细分是对调制信号的一种细
分方法。
2．鉴幅处理方式
鉴幅处理人式就是利用输比信号的幅值大小来反映磁头的位移星或与磁尺的相对位置的
信号处理方式。两个磁头输出伯号的幅值足与磁头位置f成正余弦关系的信号。经检波器
去掉高频载波后．dJ得：
这两个相差90。的关于位移亿宾微电子f的正余弦信号与光栅式传感器两个光电元件的输出信号是
完全相同的，冈此，它们的细分方法及辨向原理与光栅式传感器也完全相同。图13—17所不
为监幅型滋栅式传感器的原理框图。cjmc%ddz