磁栅的选型及分类

磁栅是一种由一个或多个均匀分布的 NS极组成的用于测量位置的永磁体。 目前主流

的磁栅分类如图 2.3 所示。

直线磁栅和圆形磁栅

直线磁栅是一条由多个均匀分布的 NS极永磁体组合而成的尺带，多用于直线位移传感

器，如图 2.4所示。

图 2.4  直线位移传感器（直线编码器）

一般在磁栅安装完毕后，可以采用如图 2.5 所示的方式来对磁极进行定位，这是一种特 制的检测胶片，常用的磁距一般分为 2mm 、2.5mm 、4mm  等，轨道数量 1~3不等。

圆形磁栅则是由 1 个或多个均匀分布的 NS 极永磁体组合而成的磁环，如图 2.6 所示，多 用于角位移传感器。通常磁环由坚固的合金制成，但是也有人造橡胶材质的磁环，其在材料、 制模和编码过程，有着显著的优势。橡胶磁环的弹性可以让它经受膨胀变形，并且能经受温度、各类化学物质的考验，适用于恶劣环境以及室外安装。磁环可固定在不同轴上，有三个不同的标准尺寸，而且其大小可以按需求定制，磁距通常有 2mm 、2.5mm 、5mm 等可选。

图 2.6  常见尺寸的橡胶磁环和合金磁环

单磁极对磁栅和多磁极对磁栅

单磁极对磁栅，顾名思义，即只有一对 NS极的永磁体，通常单磁极对磁栅有两种结构， 圆柱体和长条状矩形，如图 2.7 所示。一般情况下，为了增加磁编码器内部的空间利用率， 一般多采用单磁极圆柱体磁栅，其直径和厚度可以根据不同的应用场景自由选配。长条状矩形的磁栅由于其结构特点，所以在磁编码器中应用较少。

径向充磁和轴向充磁

目前主流的磁栅充磁方式主要有两种，分别为径向充磁和轴向充磁，此处以单磁极对圆形磁栅为例进行简单说明。当对一个圆柱形磁栅进行径向充磁，即沿着平行于圆面的方向进行充磁，其得到的最终磁极分布结构如图 2.9（a ）所示；当对一个圆柱形磁栅进行轴向充磁，即沿着垂直于圆面的方向进行充磁，其得到的最终磁极分布结构如图 2.9（b）所示。

合金永磁材料和铁氧体永磁材料

磁铁材料通常有两种，一种为永久磁铁，另一种为非永久磁铁。永久磁铁既可以天然形成，也可以人工合成，其可以分为合金永磁材料和铁氧体永磁材料，钕铁硼、钐钴、铝镍钴是三种常见的金属合金材料，铁氧体也是一种比较常见的永磁材料，图 2.10中简单介绍了四种永磁材料的特性。