磁栅尺的历史可以追溯至1965年,近60年来,磁通响应型磁读头的问世,这项技术已经从最初的设计演变为磁阻变化型读头,但其核心原理始终未变。
相比光学检测方式,磁性检测系统对环境的影响具有天然的抗性。磁栅尺不易受到机床固有的结露和油污的干扰,具有较高的耐振动性和耐冲击性。

这种本质优势使磁栅尺特别适合工业制造环境。在加工中心、车床和铣床这些必须使用冷却液和润滑油的设备中,光学检测系统往往需要复杂的密封和净化系统,而磁栅尺却能直接在这些条件下稳定工作。
磁栅尺的工作原理基于精密的磁记录技术。它在特殊磁性材料上记录精确的磁信号,使用具有独特检测模式的MR传感器消除谐波失真分量。
在栅尺上记录了两种磁道模式:增量式磁道上刻有等间距的SNPitch信号,另一个磁道则刻有被称为M-编码的区号,以实现绝对位置检测。
这种系统能够适应恶劣环境和剧烈温度变化,而保持高精度。磁栅尺的线膨胀系数与铸铁——机床的主要结构材料——几乎相同,这意味着温度变化时,它们会同步伸缩,保持精度一致。
2015年,智能磁栅尺(SmartSCALE)的问世,标志着这项技术的新突破。首_次将IP67防护等级和5纳米高分辨率结合于面向数控机床的栅尺中。
这项突破源于多个技术领域的进步:新型磁性材料的开发、先进的信号处理电路以及精确的内插算法。
智能磁栅尺采用隧道磁阻元件作为磁性传感器,通过完_全分离栅尺和读头,实现了更高的防护能力。创新的内插处理技术能够将信号精确分割,从400微米的磁刻度,通过高级处理达到5纳米分辨率的位置信息。
随着工业自动化的不断发展,对位置检测技术的需求已扩展到半导体制造等超精密领域。
磁栅尺制造商正着眼于半导体路线图,开发具有皮米(pm)分辨率的新型栅尺。
同时,其他厂商也在扩大磁传感技术的应用边界。例如,POSITAL推出的20毫米直径多圈绝对值磁性编码器采用了最新的隧道磁阻技术,将磁传感技术引入更紧凑的空间。
磁栅尺的未来发展是多方向的,既追求超高精度和分辨率,也探索更广泛的环境适应性和更紧凑的结构设计。在这些技术进步的推动下,磁栅尺将继续在各种工业应用中发挥关键作用。