一．磁柵尺與錄磁原理
1.磁柵尺
已錄刻好磁波的磁性尺，稱為磁尺。
磁尺上相鄰柵波的間隔距離，稱為磁柵的波長，又稱為磁柵的節(jié)距。磁柵尺是磁柵數(shù)顯系統(tǒng)的基準元件。波長就是磁柵尺的長度計量單位。任一被測長度都可用與其對應(yīng)的若干磁柵波長之和來表示。
磁柵的尺體可由滿足一定要求的磁柵合金制成，也可由表面鍍上一層硬磁合金的磁性材料制成。對制成磁柵尺的硬磁合金磁性材料的性能有如下要求：
1) 良好的磁性能：材料應(yīng)具有較大的剩磁和矯頑力，即材料的磁滯回線應(yīng)較胖大。
2) 良好的磁均勻性：材料的磁均勻性是保證錄磁后剩磁幅值相等的關(guān)鍵，只有良好的磁均勻性，才能保證磁柵的精度。
3) 良好的磁穩(wěn)定性：材料錄磁后剩磁強度應(yīng)不會隨著時間的延伸而很快減弱磁性能。
4) 良好的力學(xué)性能：材料應(yīng)具有較高的機械強度、硬度和耐磨性，易于機械加工及不易受外界溫度和濕度變化的影響。
5) 一定頻率特性：能保證在具有一定剩磁強度的要求下錄上所需的波長磁波。
常用的硬磁合金是：Cu-Ni-Fe合金或Fe-Cr-Co合金，常用的磁性鍍層的成分是Ni、Co、Po
2.錄磁的原理
利用與錄音技術(shù)相似的方法，通過錄磁頭在磁性尺（或盤）上錄制出間隔嚴格相等的磁波這一過程，稱為錄磁。
錄磁頭的實質(zhì)是一個有氣隙的電感性元件。在錄磁頭上加入某一批規(guī)律的電信號，就會在錄磁頭內(nèi)形成一個磁通，這個磁通由于氣隙處磁阻增大而在氣隙兩端產(chǎn)生一定的漏磁通。
（圖1a、b）。
若磁性材料以一定速度通過錄磁頭氣隙，氣隙處及其相鄰部分的磁通和漏磁通將由磁性材料閉合。因此，與錄磁頭相接觸的那部分磁性材料被磁化。同時，磁性材料本身具有較強的矯頑力，故磁性材料被磁化的部分在錄磁頭離開后，因剩磁效應(yīng)而保留其磁化狀態(tài)。由于磁性材料與錄磁頭有相對運動而被刻錄上變化的磁信號，且磁信號的變化規(guī)律與加至錄磁頭上的電信號的變化規(guī)律一致。錄刻在磁性材料表面的磁信號及其磁力線就呈交替分布（圖2）
由于錄磁頭的間隙有一定厚度，再加上讀磁頭的芯片（即間隙）也有一定厚度，它對磁柵尺上的磁信號的分布起一個平滑作用，因此，認為磁尺上的磁信號強度分布服從正弦定律。（圖3）
二．磁頭與拾磁原理
磁頭可分為速度響應(yīng)式磁頭和磁通響應(yīng)式磁頭。
速度響應(yīng)時磁頭工作原理相當于放音磁頭。它在工作時要求磁尺與磁頭有一個均勻的相對運動速度，故速度響應(yīng)式磁頭又稱為動態(tài)。
1) 磁通響應(yīng)式磁頭工作原理
磁通響應(yīng)式磁頭由二個相互交連的磁路組成。一個勵磁回路，另一個是由磁柵尺、磁頭的兩個臂和部分勵磁臂構(gòu)成的輸出回路。在兩個回路上分別繞上勵磁線圈和輸出線圈。
工作時，在勵磁回路兩端交替的加入25khz交變勵磁電流，勵磁電流流入磁頭線圈后，會使磁頭內(nèi)的磁場交替地出現(xiàn)磁飽和和不飽和狀態(tài)，即當勵磁電流大于某個將定之值時，磁頭線圈內(nèi)磁場飽和，小于之值時，磁頭內(nèi)磁場不飽和。在磁頭內(nèi)磁場飽和時，輸出回路中勵磁段處于高阻狀態(tài)，來自磁尺上的磁通Φ無法通過輸出線圈；當勵磁回路不飽和時，Φ就可以通過線圈。對輸出回路而言，勵磁電流起了一個調(diào)制開關(guān)的作用，它將磁尺上的信號磁通Φ調(diào)制成交變磁通（不管磁頭與磁尺是否有相對運動）。
線圈處于交變的磁場中，將會產(chǎn)生感應(yīng)電流ig，ig正比于。在磁頭輸出線圈中的的大小取決于Φ的大小，變更勵磁電流的頻率，而與磁尺與磁頭的運動速度無關(guān)。
由于變更磁場中電流頻率是一個常數(shù)，所以ig的大小只與Φ信號磁通有關(guān)。這就是把這種磁頭稱為磁通響應(yīng)式磁頭的原因。
由于勵磁電流變化一周，勵磁回路中出現(xiàn)二次飽和現(xiàn)象，故若勵磁電流的頻率為ω/2的話，那ig的頻率就應(yīng)為ω。說明輸出線圈中的信號電流頻率是勵磁電流頻率的兩倍。
2) 多間隙式磁通響應(yīng)式磁頭
只有一個間隙的磁頭輸出信號較小，因而抗干擾能力較差，這樣會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定
性。利用磁尺柵距均勻的特點，在次投中設(shè)置多個間隙，從而使上述缺陷得到較好的彌補。
將幾個單間隙磁頭按相距λ/2的間距依次裝置，并使相鄰兩磁頭輸出線圈按相反的繞向依次串聯(lián)，此時得到的輸出電壓將等于各個單間隙磁頭電壓之和。
3) 磁頭輸出信號分析
由于磁頭鐵心是非線性的，由繁雜的分析可以得出磁頭的輸出信號e是脈沖狀的波形。
