球栅尺测量的工作原理

　　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。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。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，才得到最终输出信号。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绝对值。90度相位差对应的是3.175mm的位移。