球栅采用电磁感应技术,含读数头和尺身两部分
尺身是一根不锈钢管,内装精密的镍镉合金球构成。生产调试时,会对合金球加载一定的预紧力,使其紧密排列。读数头内封装有线圈组及电路,测量时,读数头沿尺身滑动。
上图显示了读数头内线圈的排列情况。采集线圈共有6组,在一个球栅距内,相同绕向的ABCD四个线圈组成一组,鉴于合金球是紧密排列的,相邻的两个A线圈间距是一定的,即为一个球距。采集线圈之外是激磁线圈。
在一个球栅距内,不同位置的合金球切割磁力线的截面积不同,因而磁导率会成周期性变化。线圈采集到的感应电压,亦随之变化。
上图显示的是,一个球栅距内,不同位置的线圈,采集到的ABCD四向感应信号幅值的变化。同组的四个线圈,位置需满足一定要求,例如,当一个感应信号(如A)在波峰位置时,对应的另一个感应信号(如C)应在波谷位置。这对信号经过差分混合产生如图2b所示的信号(如A-C),这一中间信号与原始感应信号有一定相位差。如A-C信号相位超强45度,而D-B信号的相位则滞后45度。中间信号再进行滤波整合,才得到*终输出信号。读数头沿着尺身滑动时,输出信号的相位将随其在0度至360度之间变化。
输出信号基波频率为10KHz,峰峰值约为5伏,直流输出电位约为5伏。在一个球栅距(如每12.7毫米)内,测量出的位置值都是***。如图就说明了:90度相位差对应的是3.175mm的位移。
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