小节距磁敏式磁栅尺系统研究开发

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1、硕士学位论文（工程硕士）小节距磁敏式磁栅尺系统研究开发姓名：姜堃达学号：1021080082所在院系：电子与信息工程学院职业类型：工程专业领域：控制工程指导教师：苏永清副教授副指导教师：蒋鉴毅高级工程师二〇一四年五月万方数据AdissertationsubmittedtoTongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringResearchandDevelopmentofSmallerPitchMagneticScaleSystemCandidate:JiangKunDaStuden

2、tNumber:1021080082School/Department:SchoolofElectronicandInformationEngineeringDiscipline:EngineeringMajor:ControlEngineeringSupervisor:ProfessorSuYongQingMay,2014万方数据小节距磁敏式磁栅尺系统姜堃达同济大学（本页为书脊）万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、

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4、学位论文作者签名：年月日万方数据同济大学硕士学位论文摘要摘要磁栅传感器有着耐油污和灰尘、抗震动、长距离测量等优点，使用的场合和数量也是越来越多，但目前市场上的磁栅传感器的测量精度普遍不高，本文提出设计和生产一种录磁节距更小、测量精度更高，安装简单方便的磁栅位移传感器产品，以填补磁栅传感器在这方面的空白，得到更广泛的应用。本文设计了一种录磁节距在0.4mm，磁性载体为铜镍铁合金带，采用AMR磁阻元件为磁场强度采样部件，测量精度±0.005mm/m的小节距磁栅尺测量系统，提高了磁栅传感器测量位移的精度。首先分析了磁栅尺的材料和几何尺寸选取原则，通过计算得到磁栅尺的表面磁场强度，并且用有限元软

5、件模拟分析了磁栅尺表面磁场的分布情况，在理论上了解磁场分布和精度之间的关系，从而得到并确定各种设计参数。其次，提出了磁栅尺录磁系统的设计方案，对录磁的方法、录磁系统的结构、录磁的整个过程进行了分析和介绍。通过对读磁头中的磁感应元件AMR各向异性磁电阻的特性和生产工艺的分析，确定了最佳的磁信号检测方案。设计了磁栅尺细分电路，详细叙述了细分的工作原理，通过鉴相内插细分的方法对读磁头传送过来的信号进行处理，从而转变为和测量位置值相对应的脉冲信号，最后设计了磁栅数显表，对数显表的功能和内部的各个模块的结构和所起的作用进行了说明，并给出了各个模块的硬件电路和设计思路。关键词：磁栅尺、磁敏、AMR各

6、项异性磁阻、录磁、细分、数显表I万方数据同济大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTAdvantageofmagneticscalepreventoilanddirt,shockresistance,longdistancemeasurementetc.Itplacesandquantityofuseismoreandmore,Butthemeasurementaccuracyofmagneticscaleonthemarketaregenerallynothigh,Thepaperpresentsthedesignandmanufactureofmagneticscaletha

7、tpitchissmaller,precisionishigher,installationissimpleandconvenientinordertofilltheblankofinthisareaandhaswiderapplicationscope.Thepaperdescribesthedesignofasmallerpitchmagneticscalemeasurementsystemthatrecordingpitchi