磁头的结构和种类

3.4.2　磁头的结构和种类

磁栅上的磁信号先由录磁头录好，然后由读磁头将磁信号读出。按读取信号的方式，读磁头可分为动态磁头与静态磁头两种。

1．动态磁头

动态磁头又称为速度响应式磁头，它只有一组输出绕组，只有当磁头磁栅有相对运动时，才有信号输出，输出信号的幅值随运动速度而变化。为了保证一定幅值的输出，通常规定磁头以一定速度运行。因此，动态磁头不适合长度测量。普通常见的录音机信号取出就属此类。

用此类磁头读取信号原理如图3-16所示。图中1为动态磁头，2为磁栅，3为读出的正弦信号。此信号表明磁信号在N、N相重叠处为正时最强，磁信号在S、S重叠处为负时最强，图中W为磁信号节距。当磁头沿着磁栅表面作相对位移时，就输出周期性的正弦电信号，若记下输出信号的周期数n，就可以测量出位移量s=nW。

图3-16　动态磁头的工作原理

图3-17　静态磁头的工作原理

2．静态磁头

静态磁头又称磁通响应式磁头，它在磁头和磁栅间没有相对运动情况下也有信号输出。

静态磁头的结构如图3-17所示。在H型铁心上绕有两个线圈，一个为激励磁绕组L₁，另一个为输出绕组L₂。静态磁头与磁栅间无相对运动，为了增大输出，实际使用时常将这种磁头多个串联起来做成一体，称为多间隙静态磁头。当在激励磁绕组上施加交变的激励磁信号时，H型铁心的中间部分在每个周期内两次被激励磁信号产生磁通而饱和，此时铁心的磁阻很大，磁栅上的信号磁通不能通过磁头，因而输出绕组无感应电势输出。只有当激励磁信号两次过零时，铁心不饱和，磁栅上的信号磁通才能通过输出绕组的铁心而产生感应电势。磁栅信号的频率是激励磁信号的两倍，幅值与磁栅信号磁通的大小成比例。输出电压可用下式表示：

式中，U_m为幅值系数；x为磁头与磁栅的相对位移；W为磁栅的节距；ω为激励磁信号的两倍角频率。