本實(shí)用新型涉及機(jī)床上用的磁柵線位移傳感器，具體涉及一種磁柵尺。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)控機(jī)床的精度和速度要求越來越高，采用直線位移檢測(cè)裝置變得越來越重要，尤其在自動(dòng)控制、機(jī)械制造、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域需要大量測(cè)量長(zhǎng)度的傳感器，這些傳感器要求具有分辨率高，響應(yīng)快，體積小以及抗污染能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

常見的測(cè)量長(zhǎng)度的傳感器有以下幾種類型：

1)、光柵位移傳感器，光柵的特點(diǎn)是使用環(huán)境要求高，在灰塵、油污的環(huán)境下不能正常工作。

2)、容柵位移傳感器，利用電容耦合測(cè)量?jī)蓸?biāo)尺的相對(duì)位移，其缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境較高，在濕度高，有水的情況下不能工作。

3)、感應(yīng)同步器，利用兩個(gè)相對(duì)移動(dòng)部件，一個(gè)有源部件和一個(gè)無源部件。該裝置包含很多對(duì)稱的環(huán)路，有源部件磁場(chǎng)發(fā)射，無源部件接受磁場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)，與接收裝置耦合的電路計(jì)算兩個(gè)部件的相對(duì)位置。感應(yīng)同步器的缺點(diǎn)是部件體積大，使用不方便。

4)、磁阻式磁柵位移傳感器，基于傳統(tǒng)的磁電阻器件，利用鐵磁材料的各向異性磁電阻效應(yīng)制作的磁敏感應(yīng)元件，其缺點(diǎn)是磁電阻變化率低，靈敏度低，測(cè)量精度低。

綜上所述，目前需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、分辨率更高、抗污染能力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、并且可以快速確定機(jī)床的絕對(duì)位置信息的位移傳感器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的機(jī)床測(cè)量位移的傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分辨率低、熱穩(wěn)定性差以及響應(yīng)速度慢的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種磁柵尺，包括相對(duì)且間隔設(shè)置的尺身裝置和磁頭裝置，所述尺身裝置包括：

具有線形空腔且一側(cè)敞口的尺身，其空腔內(nèi)的兩相對(duì)側(cè)壁上分別設(shè)有第一凹槽；

穿裝于所述第一凹槽內(nèi)的磁柵條帶，所述磁柵條帶平行于所述尺身的敞口；

所述磁頭裝置包括：

相對(duì)于所述尺身的敞口設(shè)置的磁頭支架；

設(shè)置于所述磁頭支架內(nèi)的霍爾感應(yīng)磁頭，所述霍爾感應(yīng)磁頭相對(duì)且平行于所述磁柵條帶；

設(shè)置于所述磁頭支架內(nèi)的信號(hào)處理板，所述霍爾感應(yīng)磁頭和所述信號(hào)處理板連接。

在上述方案中，所述尺身的空腔內(nèi)的兩相對(duì)側(cè)壁上分別設(shè)有第二凹槽，所述第二凹槽設(shè)置于所述第一凹槽的上方，所述尺身裝置還包括穿裝于所述第二凹槽內(nèi)的防塵膠條。

在上述方案中，所述霍爾感應(yīng)磁頭相對(duì)所述磁柵條帶一側(cè)設(shè)有5個(gè)霍爾元件，所述霍爾元件排成兩列，且其中四個(gè)所述霍爾元件等間距排成第一列，另一個(gè)所述霍爾元件單獨(dú)排成第二列。

在上述方案中，所述磁柵條帶具有相互平行的兩條，其中第一條所述磁柵條帶上的S極和N極均為2mm寬度的等間距陣列，第二條所述磁柵條帶5上的S極按預(yù)設(shè)距離碼排列并穿插于N極中，且S極的寬度為2mm；第一列所述霍爾元件相對(duì)于第一條所述磁柵條帶平行布置，第二列所述霍爾元件相對(duì)于第二條所述磁柵條帶平行布置。

在上述方案中，所述尺身裝置還包括分別固定在所述尺身的兩端的端頭，所述端頭上設(shè)有用于將所述尺身裝置固定在數(shù)控機(jī)床上的圓孔。

在上述方案中，所述磁頭裝置還包括設(shè)置于所述磁頭裝置和所述尺身裝置之間的安裝夾具，所述安裝夾具上設(shè)有調(diào)節(jié)并保持所述霍爾感應(yīng)磁頭與所述磁柵條帶的間距的調(diào)節(jié)元件。

在上述方案中，所述磁頭裝置還包括密封設(shè)置于所述磁頭支架兩端的第一蓋板和第二蓋板，所述第一蓋板設(shè)置于所述霍爾感應(yīng)磁頭的一側(cè)，所述第二蓋板設(shè)置于所述信號(hào)處理板的一側(cè)。

本實(shí)用新型，在磁柵尺上設(shè)有兩條磁柵條帶，磁頭掃描磁帶可以快速的確定數(shù)控機(jī)床的絕對(duì)位置信息，不僅節(jié)省時(shí)間、使用方便，而且采用多個(gè)霍爾元件，磁柵尺的熱穩(wěn)定性好，具有噪音低、響應(yīng)速度快、分辨率高且抗污染能強(qiáng)力的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的外形示意圖；

圖2為圖1的側(cè)視圖；

圖3為本實(shí)用新型的裝配示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的兩條磁柵條帶的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)的說明。

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型提供的一種磁柵尺，包括相對(duì)且間隔設(shè)置的尺身裝置1和磁頭裝置2，

尺身裝置1由尺身3、端頭4、磁柵條帶5和防塵膠條6組成，尺身3是鋁制型材并具有一側(cè)敞口的線形空腔，尺身3空腔內(nèi)的兩相對(duì)側(cè)壁底部上分別設(shè)有兩條U型第一凹槽，磁柵條帶5的兩側(cè)分別穿裝于兩條U型第一凹槽內(nèi)并通過3M膠粘貼，磁柵條帶5平行于尺身3的敞口。尺身3的空腔內(nèi)的兩相對(duì)側(cè)壁上端分別設(shè)有兩條半弧形第二凹槽，第二凹槽設(shè)置于第一凹槽的上方，兩條防塵膠條6從尺身3的一段穿插在尺身3的兩條第二凹槽，可有效阻擋灰塵、油污進(jìn)入尺身3。端頭4通過螺絲固定在尺身3的兩端，端頭4上開設(shè)有圓孔，用于將尺身裝置1固定在數(shù)控機(jī)床上。

磁頭裝置2由第一蓋板7、霍爾感應(yīng)磁頭8、磁頭支架9、安裝夾具10、信號(hào)處理板11和第二蓋板12組成。其中磁頭支架9相對(duì)于尺身3的敞口設(shè)置，霍爾感應(yīng)磁頭8用螺絲固定在磁頭支架9內(nèi)，霍爾感應(yīng)磁頭8相對(duì)且平行于磁柵條帶5；信號(hào)處理板11通過螺絲固定在磁頭支架9的另一面，霍爾感應(yīng)磁頭8和信號(hào)處理板11通過排線連接以傳遞信號(hào)。磁頭支架9的兩端用膠水連接密封有第一蓋板7和第二蓋板12以進(jìn)行保護(hù)，且第一蓋板7設(shè)置于霍爾感應(yīng)磁頭8的一側(cè)，第二蓋板12設(shè)置于信號(hào)處理板11的一側(cè)。

磁頭裝置2和尺身裝置1之間的夾縫內(nèi)可拆卸設(shè)有安裝夾具10，安裝夾具10上設(shè)有調(diào)節(jié)并保持霍爾感應(yīng)磁頭8與磁柵條帶5的間距的調(diào)節(jié)元件，磁頭裝置2和尺身裝置1安裝完畢后，可取出安裝夾具10。

本實(shí)用新型，磁頭裝置2通過螺絲固定于移動(dòng)的工作臺(tái)軸，當(dāng)數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)軸移動(dòng)時(shí)，磁頭裝置2的霍爾感應(yīng)磁頭8掃描尺身裝置1內(nèi)的磁柵條帶5，產(chǎn)生信號(hào)，通過信號(hào)處理板11處理后，即可得到磁柵尺的位置信息，不僅響應(yīng)速度快，節(jié)省時(shí)間、而且相比傳統(tǒng)方式，在使用時(shí)更加方便。

如圖3、圖4所示，進(jìn)一步優(yōu)選地，霍爾感應(yīng)磁頭8相對(duì)磁柵條帶5一側(cè)設(shè)有5個(gè)霍爾元件，霍爾元件排成兩列，且其中四個(gè)所述霍爾元件等間距排成第一列，另一個(gè)霍爾元件單獨(dú)排成第二列。磁柵條帶5具有相互平行的兩條，圖4中黑色部分表示S極，白色部分表示N極，其中第一條磁柵條帶5上的S極和N極均為2mm寬度的等間距陣列，第二條磁柵條帶5上的S極按預(yù)設(shè)距離碼排列并穿插于N極中，且S極的寬度為2mm；第一列霍爾元件相對(duì)于第一條磁柵條帶5平行布置，第二列霍爾元件相對(duì)于第二條磁柵條帶5平行布置。第一列四個(gè)霍爾元件陣列用于掃描第一條S極和N極均為2mm寬度的等間距陣列的磁柵條帶5，第二列霍爾元件用于掃描S極按照距離碼排列的第二條磁柵條帶5。

本實(shí)施例中，當(dāng)磁頭裝置2和尺身裝置1相對(duì)移動(dòng)時(shí)，霍爾元件陣列感應(yīng)磁柵條帶5的磁場(chǎng)變化輸出周期性的電壓信號(hào)，把4路霍爾元件輸出的信號(hào)的相位相差一定角度的信號(hào)疊加，把周期內(nèi)磁頭裝置2位移與疊加后的輸出電壓信號(hào)進(jìn)行線性插補(bǔ)，得到一個(gè)周期內(nèi)不同區(qū)間輸出電壓信號(hào)與磁頭位移量的數(shù)學(xué)公式，從而可以快速高效的確定數(shù)控機(jī)床的絕對(duì)位置信息。

本實(shí)用新型，在磁柵尺上設(shè)有兩條磁柵條帶，磁頭掃描磁帶可以快速的確定數(shù)控機(jī)床的絕對(duì)位置信息，不僅節(jié)省時(shí)間、使用方便，而且采用多個(gè)霍爾元件，磁柵尺的熱穩(wěn)定性好，具有噪音低、響應(yīng)速度快、分辨率高且抗污染能強(qiáng)力的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本實(shí)用新型的啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實(shí)用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。