VoL.27 No.3 王海成等：高分辨率磁旋转编码器磁鼓材料的研制 ◆327· 的影响因素，主要有三种：由磁畴壁不可逆位移 表现为矫顽力值较高，即硅烷加入量为5%~7% 引起；由反磁化核成长引起：由不可逆磁畴转引 是比较合适的. 起.若磁粉分散状态不好，易形成团聚，则倾向于 3.3充磁测试结果 形成多畴结构，矫顽力主要由磁畴壁不可逆位移 对选择用以上工艺制成的一种磁鼓进行充 引起，此时主要来源于两个方面，一是应力的起伏 磁测试（磁粉的质量分数为39%，涂层厚度为0.2 分布，一是杂质的起伏分布.理论计算表明，这种 mm),其磁性层的磁滞回线如图5所示. 阻力一般不会很大，表现为矫顽力值较低，若磁 图6为磁鼓写入256对极后，信号经电路放 粉分散良好，则倾向于形成单畴颗粒，矫顽力主 大整形后输出的示波器波形.从图中可以看出， 要由不可逆磁畴转引起，此时主要来源于材料内 输出波形规整，信噪比良好，符合磁编码器性能 部存在的广义磁各向异性，使得阻力会比较大， 要求，具有较高的使用价值， 60r H。=52.12kA/m 40 22 M,=22.68kA/m 20 14 型 10 西 -40 -60 3 M -640 -3200 320 640 0 100200300400 500 600 磁场强度/(kAm) 时间/s 围5磁鼓材料的磁滞回线 围6磁鼓写入256对极后相位相差2的两相输出波形 Fig.5 Hysteresis loop-line of magnetic drum material Fig.6 Output waveform of 256-poles magnetic drum 参考文献 4结论 [1]Kikuchi Y,Nakamura F,Wakiwaka H,et al.Consideration of magnetization and detection on magnetic rotary encoder using fi- 通过对磁编码器磁鼓材料的分析，研究了其 nite element method.IEEE Trans Magn,1997,33:4959 成分中磁粉及分散剂的含量对磁性涂层性能的 [2]Kunio M,Tadashi T,Munesada Y.Features of amagnetic rotary 影响，通过实验观察到，使用分散剂对磁粉进行 encoder.IEEE Trans Magn,1987,23 :2182 处理，能有效地改善磁鼓涂层材料的性能.当磁 3】任志远，李佐宜.磁旋转编码器原理及应用，传感器世界， 1996(10):6 粉的质量分数为37%~48%，硅烷的质量分数为 [4)王立锦，胡强，滕蛟，等.高分辨磁旋转编码器磁鼓露磁场 5%~7%时，磁鼓涂层可以获得较好的磁性能.通 均分析与AMR检测磁头设计.北京科技大学学报，2004,26 过充磁测试表明，所制得的磁鼓可以写入128对 (5):498 极，256对极，且输出脉冲信号良好，计数完整，具 [5】廖红伟，杨晓非，磁旋转编码器的发展及其应用.信息记录 材料，2003(4)片：40 有较高的实用价值 [间张雪莉，王正东.磁粉的分散技术，磁记录材料，1995(11 [⑦宛德福，罗世华磁性物理，北京：北京电子工业出版社，1987 Magnetic drum material for high-resolution magnetic rotary encoders WANG Haicheng,WANG Lijin,FENG Chun,YANG Tao,YU Guanghua Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Magnetic drum coating material was prepared by using the magnetic slurry inunction process and the influence ofcomponent on the property of coating material was investigated.A high-performance magnetic drum whose diameter is 30-40mm was ultimately manufactured with this material.The magnetic drum was magnetized and recorded 128 and 256 magnetic poles.A metal film magnetoresistance transducer was used to detect the distri- buting magnetic field of the drum surface and the signal was transformed to an oscillograph and an arithmometer by a magnifying and plastic circuit.It is shown that the output signal waveform is fine and the count is integrated. KEY WORDS magnetic drum material;magnetic encoder;inunction process;metal film magnetoresistance匕 王 海 成 等 高分辨 率磁旋转 编码 器磁 鼓材料 的研制 一 ︸ ‘气内一， 的影 响 因素 ， 主 要 有三 种 由磁 畴壁 不 可逆 位 移 引起 由反 磁化 核成 长 引起 由不 可逆 磁 畴转 引 起 若磁 粉分 散状 态 不好 ， 易形 成 团聚 ， 则倾 向于 形成 多 畴结 构 ， 矫顽 力 主 要 由磁 畴壁 不 可 逆位 移 引起 ， 此 时主 要来源 于两个 方面 ，一 是应 力 的起 伏 分布 ， 一 是 杂质 的起 伏 分 布 理 论 计 算表 明 ， 这 种 阻 力 一 般 不 会 很 大 ， 表 现 为矫顽 力值 较低 若 磁 粉 分 散 良好 ， 则倾 向于 形 成 单 畴颗 粒 ， 矫 顽 力 主 要 由不 可逆磁 畴转 引起 ， 此 时主 要 来 源 于 材 料 内 部 存在 的广 义磁 各 向异 性 ， 使得 阻 力会 比较 大 ， 一 一一 一一 一 表 现 为矫顽 力值 较 高 ， 即硅 烷 加 入 量 为 一 是 比较 合 适 的 充磁 测 试 结 果 对 选 择 用 以上 工 艺 制 成 的 一 种 磁 鼓 进 行 充 磁 测 试 磁 粉 的质 量 分 数 为 ， 涂层 厚度 为 ， 其磁 性层 的磁滞 回线 如 图 所 示 图 为磁 鼓 写 入 对 极 后 ， 信 号 经 电路 放 大 整 形 后 输 出 的示 波 器 波 形 从 图 中可 以看 出 ， 输 出波 形 规 整 ， 信 噪 比 良好 ， 符 合 磁 编 码 器 性 能 要 求 ， 具 有 较 高 的使用 价 值 二 潺岳田赶 叼 刁 ︵日 · ︶侧卿牟越岌、 一 一 磁 场强度 认 · 一 今 图 磁鼓材料 的磁 滞回线 卿 一胶 比 结论 通 过对 磁 编码 器 磁 鼓材 料 的分析 ， 研 究 了其 成 分 中磁 粉 及 分 散 剂 的 含量 对 磁 性涂 层 性 能 的 影 响 通 过 实验 观 察 到 ， 使用 分 散 剂对 磁 粉 进 行 处 理 ， 能有 效地 改 善磁 鼓 涂 层 材料 的性 能 当磁 粉 的质量 分 数 为 一 ， 硅 烷 的质 量 分 数 为 一 时 ， 磁 鼓 涂 层 可 以获得 较 好 的磁 性 能 通 过 充磁测 试 表 明 ， 所 制得 的磁 鼓 可 以写入 对 极 ， 对 极 ， 且输 出脉 冲 信 号 良好 ， 计 数 完整 ， 具 有较 高的实用 价值 时 间 图 磁鼓 写 入 肠 对极后相 位相差心 的两 相输 出波形 ‘ 勿 弱币 韶 邵 参 考 文 献 ， 别旧 ， 欧 ， 说 鲜笋 了 五 介 ， ， 】 ， 山叱 ， 丫 加 哪脚 日 尹 团 介 ， ， 口 任志远 ， 李佐 宜 磁旋转编 码 器原 理 及应用 传 感器 世界 ， 王 立 锦 ， 胡 强 ， 滕蛟 ， 等 高分 辨磁 旋 转编 码器 磁 鼓露磁场 均 分 析与 州眼 检测磁 头设 计 北京科技 大 学 学报 ， ， 廖红 伟 ， 杨晓非 磁 旋转编码器 的发 展及 其应用 信 息记 录 材料 ， 张 雪莉 ， 王 正 东 磁粉 的分 散技术 磁记 录材料 ， 宛德福 ， 罗世华 磁 性物理 北京 北 京 电子 工 业 出版社 ， 甩 一 环父万 叹多 环父刃 ， 卢百 ， 别 口 ， ， ， ， ， 叮刀 、 一 处尹 刀 一 们。 】 甩 议 明 越贝 妙 雌笋 即