磁性标尺带
磁栅尺采用的磁带由铁磁粉末与橡胶状粘合剂混合制成，经磁化处理后形成一系列精确间距、垂直于长度方向的磁极。常用规格磁栅尺的磁极间距范围为1毫米至10毫米。

传感器工作原理
磁栅尺通过检测磁场变化并将其转换为位移量进行工作。最常用的磁敏感器件是霍尔效应传感器，能够检测静态磁场。该传感器采用通有微弱电流的金属薄片，在磁场作用下电子发生偏转，产生与磁场强度成正比的微电压。例如，当传感器正对北极时电压最高，正对南极时电压最低（反之亦然）。传感器沿标尺移动时会产生周期与磁极间距相同的正弦波。

绝对式绝对式磁栅尺检测原理
刻度尺上记录有两种轨道图案：增量轨道按固定间隔标记SN节距信号，另一轨道则标记地址编码以实现绝对位置测量。磁检测采用专为标尺开发的特殊磁阻元件，具有高灵敏度与低失真特性。

纳米级高分辨率位移测量

目前采用MR磁阻式芯片或者TMR隧道磁阻芯片作为磁传感器，配合精密充磁磁栅尺、信号处理电路和插值算法，可以实现IP67级环境防护与5纳米高分辨率。

插值处理技术能精确分割从磁尺检测到的信号波形至所需精度。通过实时去除信号直流分量并进行电平与相位调整，结合先进的信号处理技术将信号分割为80,000等份，最终获得5纳米分辨率的精确位置信息。

插值电路技术
为实现微米级分辨率，磁栅数显系统采用两个间距特定的传感器，使输出波形存在微小偏移，生成所谓的正弦/余弦输出。系统通过多种插值算法之一，将正弦波与余弦波的瞬时幅值差转换为方波输出。最终方波的周期等于正弦/余弦电压比值的反正切值。

主流插值实现方式包括：

• 矢量跟踪转换：成本较低，分辨率良好，无需数字处理可实现实时响应，但缺乏纠错功能。适用于对响应速度要求高于精度的运动控制系统。
• 连续采样模数转换：采用持续运行的模数转换器与数字处理技术计算位置。通过信号处理可实现更高分辨率、理想50%占空比方波、几乎无抖动及卓越纠错能力，但成本更高且会引入数微秒延迟。更适用于数显装置而非运动控制系统。