情境二 设计轴承滚柱直径分选装置

1、2021-11-111情境二情境二 设计轴承滚柱直径分选装置设计轴承滚柱直径分选装置2021-11-112在这一章里，给大家介绍电感传感器的类型、在这一章里，给大家介绍电感传感器的类型、基本原理、特性和应用。基本原理、特性和应用。电感传感器可以用于测量电感传感器可以用于测量微小的位移微小的位移以及与以及与位位移有关的工件尺寸、压力等参数。移有关的工件尺寸、压力等参数。电感传感器种类很多，人们习惯上讲的电感传电感传感器种类很多，人们习惯上讲的电感传感器通常是指自感传感器。而互感量传感器是利用感器通常是指自感传感器。而互感量传感器是利用了变压器原理，又往往做成差动式，故常称为差动了变压器原理，又往

2、往做成差动式，故常称为差动变压器。变压器。电感传感器属于接触式测量，需要电感传感器属于接触式测量，需要较大的驱动力。它的最大特点是较大的驱动力。它的最大特点是分辨力高，可达分辨力高，可达0.1m。任务一任务一 自感传感器自感传感器 电感传感器种类很多，可分为自感式和互感电感传感器种类很多，可分为自感式和互感量式两大类。人们习惯上讲量式两大类。人们习惯上讲电感传感器电感传感器通常通常是是指自感传感器指自感传感器。2021-11-114为了观察铁心气隙与电感的关系，我们先来做为了观察铁心气隙与电感的关系，我们先来做一个实验。将一只一个实验。将一只380V交流接触器线圈与交流毫交流接触器线圈与交流毫

3、安表串联后，接到机床用控制变压器的安表串联后，接到机床用控制变压器的36V交流电交流电压源上，如图压源上，如图3-1所示。这时毫安表的示值约为几所示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁心（称为衔十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下按，将会发现毫安表的读数逐渐减小。铁）往下按，将会发现毫安表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，毫安表当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫安。的读数只剩下十几毫安。小小 实实 验验电感传感器的基本工作电感传感器的基本工作原理演示原理演示F F220V准备工作准备工作电感传感器的基本工作电感传感器

4、的基本工作原理演示原理演示气隙变小，电感变大，电流变小气隙变小，电感变大，电流变小F F2021-11-117 由电工知识可知，当铁心的气隙较大时，由电工知识可知，当铁心的气隙较大时，磁路的磁阻磁路的磁阻R Rm m较大，线圈的电感量较大，线圈的电感量L L和感抗和感抗X XL L就较小，所以电流就较小，所以电流I I较大。较大。 当铁心闭合时，磁阻变小、电感变大，当铁心闭合时，磁阻变小、电感变大，电流减小。我们可以利用上述实验中自感量电流减小。我们可以利用上述实验中自感量随气隙而改变的原理来制作测量位移的自感随气隙而改变的原理来制作测量位移的自感传感器传感器 。回顾与总结回顾与总结(3 1)

5、2LUUUIZXfL一、自感式电感传感器常见的形式一、自感式电感传感器常见的形式 变隙式变隙式 变截面式变截面式 螺线管式螺线管式 1线圈 2铁心 3衔铁 4测杆 5导轨 6工件 7转转轴电感传感器的衔铁电感传感器的衔铁较重，响应较慢，较重，响应较慢，不宜用于快速动态不宜用于快速动态测量测量。小小 贴贴 士士单线圈螺线管式电感传感器的结构如图单线圈螺线管式电感传感器的结构如图3-2c所示。所示。主要元件是主要元件是一只螺线管一只螺线管和和一根柱形衔铁一根柱形衔铁。传感器工。传感器工作时，作时，衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起螺线管衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起螺线管电感量的变化电感量的变化。

6、电感量。电感量L在几毫米的范围内与衔铁在几毫米的范围内与衔铁插入深度插入深度l1大致成正比。测量范围越大，分辨力越大致成正比。测量范围越大，分辨力越低。低。最常用的电感传感器最常用的电感传感器螺线管式电感传感器螺线管式电感传感器2021-11-1110 在模拟电子学中，采用两个参数完全相同的三在模拟电子学中，采用两个参数完全相同的三极管组成差动放大电路，可以克服温漂以及电源极管组成差动放大电路，可以克服温漂以及电源不稳定等外界因数引起的输出电压漂移。不稳定等外界因数引起的输出电压漂移。回顾一下回顾一下上述上述3 3种电感传感器使用时，由于线圈中通有交种电感传感器使用时，由于线圈中通有交流励磁电

7、流，因而衔铁始终承受电磁吸力，会引起流励磁电流，因而衔铁始终承受电磁吸力，会引起振动。温度升高时，线圈的尺寸增大，电感量随之振动。温度升高时，线圈的尺寸增大，电感量随之增大，将引起测量误差。增大，将引起测量误差。在实际使用中常采用在实际使用中常采用差动形式差动形式，两个完全相同的，两个完全相同的线圈共用一根活动衔铁，构成差动式电感传感器，线圈共用一根活动衔铁，构成差动式电感传感器，既可以提高传感器的既可以提高传感器的灵敏度灵敏度，又可以，又可以减小测量误差减小测量误差。差动式电感传感器的结构如图差动式电感传感器的结构如图3-33-3所示。所示。 当衔铁偏离中间位当衔铁偏离中间位置时，两个线圈的

8、电感置时，两个线圈的电感量一个量一个增加增加，一个减小一个减小，形成形成差动形式差动形式。 差动电感传感器的特点差动电感传感器的特点 1-1-差动线圈差动线圈 2-2-铁心铁心 3-3-衔铁衔铁 4-4-测杆测杆 5-5-工件工件 差动式电感传感器差动式电感传感器对外界影响，如对外界影响，如温度的温度的变化、电源频率的变化变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消，等基本上可以互相抵消，衔铁承受的衔铁承受的电磁吸力也电磁吸力也较小较小，从而减小了测量，从而减小了测量误差。误差。差动电感传感器的特性差动电感传感器的特性 曲线曲线1、2为为L1、L2 的特性，的特性，3为差动特性为差动特性 请分析：

9、请分析： 从曲线图可以看出，从曲线图可以看出，与与非差动非差动电感传感器相电感传感器相比较，差动式电感传感比较，差动式电感传感器的器的灵敏度灵敏度、线性度线性度有有何变化？何变化？2021-11-1113二、测量转换电路二、测量转换电路 测量转换电路的作用是将测量转换电路的作用是将电感量的变化电感量的变化转换成电压或电流的变化转换成电压或电流的变化，以便用仪表指示，以便用仪表指示出来。出来。但若仅但若仅采用电桥电路和普通的检波电采用电桥电路和普通的检波电路，则路，则只能判别位移的大小只能判别位移的大小，却无法判别输，却无法判别输出的出的相位和位移的方向相位和位移的方向。 如果在输出电压送到指示

10、仪前，经过一个如果在输出电压送到指示仪前，经过一个能判别相位的检波电路，则不但可以反映能判别相位的检波电路，则不但可以反映幅值幅值（位移的大小）（位移的大小），还可以反映输出电压的，还可以反映输出电压的相位相位（位移的方向）（位移的方向）。这种检波电路称为。这种检波电路称为相敏检波相敏检波电路电路。普通的全波整流电路及波形电路普通的全波整流电路及波形电路只能得到单一方向的直流电，不能反映输只能得到单一方向的直流电，不能反映输入信号的相位。入信号的相位。相敏检波相敏检波输出特性曲线输出特性曲线a）非相敏检波）非相敏检波 b）相敏检波）相敏检波1理想特性曲线理想特性曲线 2实际特性曲线实际特性曲线

11、 实测得到的实测得到的 相敏检波电路相敏检波电路的特性曲线的特性曲线 通过调零通过调零电路，可使输电路，可使输出曲线平移到出曲线平移到原点。原点。标定位移时的实验数据及曲线标定位移时的实验数据及曲线第二节第二节 差动变压器传感器差动变压器传感器 复习电工知识：复习电工知识： 全波全波整流电路整流电路中用到的中用到的“单相变压器单相变压器”有有一个一次线圈一个一次线圈，有，有两个二次线圈两个二次线圈。 当一次线圈加上交流激磁电压当一次线圈加上交流激磁电压U Ui i后，后，将在二次线圈中产生感应电压将在二次线圈中产生感应电压U UO O。在全波整流。在全波整流电路中，电路中，两个二次线圈串联两个

12、二次线圈串联，总电压等于，总电压等于两个两个二次线圈的电压之和二次线圈的电压之和。普通的全波整流电路及波形电路普通的全波整流电路及波形电路只能得到单一方向的直流电，不能反映输只能得到单一方向的直流电，不能反映输入信号的相位。入信号的相位。 请将请将单相变压器的单相变压器的二次线圈二次线圈N21、N22的有关端点按的有关端点按全波整流电路全波整流电路的要求的要求正确地正确地连接起来。连接起来。 请将请将单相变压器的单相变压器的二次线圈二次线圈N21、N22的有关端点按的有关端点按全波整流电路全波整流电路的要求的要求正确地正确地连接起来。连接起来。Uo10V10V=20V差动变压器的工作原理差动变

13、压器的工作原理 差动变压器是把差动变压器是把被测位移量被测位移量转换为一次线转换为一次线圈与二次线圈间的圈与二次线圈间的互感量互感量M的变化的变化的装置。由的装置。由于两个二次线圈采用于两个二次线圈采用差动接法差动接法，故称为差动变，故称为差动变压器。目前应用最广泛的结构型式是螺线管式压器。目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。差动变压器。 在差动变压器的线框上绕有一组输入线圈在差动变压器的线框上绕有一组输入线圈（称一次线圈）；在同一线框的（称一次线圈）；在同一线框的上端上端和和下端下端再再绕制两组绕制两组完全对称的线圈完全对称的线圈（称二次线圈），它（称二次线圈），它们们反向串联反向

14、串联，组成，组成差动输出差动输出形式。图中标有黑形式。图中标有黑点的一端称为点的一端称为同名端同名端，通俗的说法是指线圈的，通俗的说法是指线圈的“头头”。 差动变压器式传感器的等效电路及接线差动变压器式传感器的等效电路及接线 结构特点：结构特点： 两个二次线圈两个二次线圈反向串联，组成反向串联，组成差动输出形式。差动输出形式。 请将二次请将二次线圈线圈N21、N22的的有关端点正确地有关端点正确地连接起来，并指连接起来，并指出哪两个为输出出哪两个为输出端点。端点。uo= u21-u22灵敏度与线性度灵敏度与线性度 差动变压器的灵敏度一般可达差动变压器的灵敏度一般可达0.55V/mm，行程越小，

15、灵敏度越高。行程越小，灵敏度越高。 为了提高灵敏度，励磁电压在为了提高灵敏度，励磁电压在10V左右左右为为宜。电源频率以宜。电源频率以110kHz为好。为好。 差动变压器线性范围约为线圈骨架长度的差动变压器线性范围约为线圈骨架长度的1/10左右左右。 例：欲测量例：欲测量120mm 2mm轴的直径误差，应选择轴的直径误差，应选择线圈骨架长度为多少的差动变压器（或电感传感线圈骨架长度为多少的差动变压器（或电感传感器）为宜器）为宜 ？答：线圈骨架长度约为被测变化量的答：线圈骨架长度约为被测变化量的1010倍左右，选倍左右，选2mm2mm2=40mm2=40mm。测量电路测量电路 （以（以差动整差动

16、整流流为例）为例）1、2虚焊，虚焊，Ua o、 Ub o将变成什么波形？将变成什么波形？ 图中的图中的R P起什起什么作用？么作用？测量电路测量电路 （以（以差动整差动整流流为例）为例）1、2虚焊，虚焊，Ua o、 Ub o将变成什么波形？将变成什么波形？ 图中的图中的R P起什起什么作用？么作用？休休 息息 一一 下下任务二任务二 电感式传感器的应用电感式传感器的应用 一、位移测量位移测量 轴向式轴向式电感测微电感测微器的外形器的外形 航空插头航空插头红宝石测头红宝石测头其他电感测微头其他电感测微头模拟式及数字模拟式及数字式电感测微仪式电感测微仪轴向式电感测微器的内部结构轴向式电感测微器的内

17、部结构 1 1引线电缆引线电缆 2 2固定磁筒固定磁筒 3 3衔铁衔铁 4 4线圈线圈 5 5测力弹簧测力弹簧 6 6防转销防转销 7 7钢球导轨（直线轴承）钢球导轨（直线轴承） 8 8测杆测杆 9 9密封套密封套 1010测端测端 1111被测工件被测工件 1212基准面基准面 电感式滚柱直径分选装置电感式滚柱直径分选装置 滚柱直径分选装置图滚柱直径分选装置图 1 1气缸气缸 2 2活塞活塞 3 3推杆推杆 4 4被测滚柱被测滚柱 5 5落料管落料管 6 6电感测微器电感测微器 7 7钨钢测头钨钢测头 8 8限位挡板限位挡板 9 9电磁翻板电磁翻板 1010容器（料斗）容器（料斗） 电感式滚

18、柱直径分选装置电感式滚柱直径分选装置 测微仪测微仪圆柱滚子圆柱滚子电感式滚柱直径分选装置电感式滚柱直径分选装置（外形）（外形） 滑道滑道分选分选仓位仓位轴承滚子外形轴承滚子外形（参考中原量仪股份有限公司资料）（参考中原量仪股份有限公司资料）电感式滚柱直径电感式滚柱直径分选装置分选装置外形外形落料振动台落料振动台滑道滑道11个分选仓位个分选仓位（参考无锡市通达滚（参考无锡市通达滚子有限公司资料）子有限公司资料）废料仓废料仓电感式滚柱直径分选装置（电感式滚柱直径分选装置（机械结构放大）机械结构放大）汽缸汽缸控制键盘控制键盘直径测微装置直径测微装置长度测微装置长度测微装置滑道滑道机械及气动元件机械及

19、气动元件电感测微器电感测微器汽缸汽缸 气水分离器气水分离器（供气三联件）（供气三联件）储气罐储气罐导气管导气管 气压表气压表（0.4MPa左右）左右）电感式滚柱直径分选界面电感式滚柱直径分选界面 分选分选结果基本结果基本符合符合 正态分布正态分布二、差动变压器式厚度测量原理二、差动变压器式厚度测量原理 电感式不圆度计原理电感式不圆度计原理 该圆度计采用该圆度计采用旁向式电感测微头旁向式电感测微头电感式不圆度测试系统电感式不圆度测试系统旁向式电感测微头旁向式电感测微头电感式不圆度测量系统外形电感式不圆度测量系统外形（参考（参考洛阳汇智测控技术有限公司资料）洛阳汇智测控技术有限公司资料）旋转盘旋转

20、盘测量头测量头不圆度测量打印不圆度测量打印电感式轮廓仪电感式轮廓仪 旁向式旁向式电感电感 测微头测微头三、压力测量三、压力测量 1压力输入接头压力输入接头 2波纹膜盒波纹膜盒 3电缆电缆 4印制线路板印制线路板 5差动线圈差动线圈 6衔铁衔铁 7电源变压器电源变压器 8罩壳罩壳 9指示灯指示灯 10密封隔板密封隔板 11安装底座安装底座压力测量压力测量 1压力输入接头压力输入接头 2波纹膜盒波纹膜盒 3电缆电缆 4印制线路板印制线路板 5差动线圈差动线圈 6衔铁衔铁 7电源变压器电源变压器 8罩壳罩壳 9指示灯指示灯 10密封隔板密封隔板 11安装底座安装底座一次仪表与一次仪表与 420mA二

21、线制输出方式二线制输出方式 压力变送器已经将传感器与信号处理电压力变送器已经将传感器与信号处理电路组合在一个壳体中，这在工业中被称为路组合在一个壳体中，这在工业中被称为一一次仪表次仪表。 一次仪表的输出信号可以是一次仪表的输出信号可以是电压电压，也可，也可以是以是电流电流。由于。由于电流信号不易受干扰，且便电流信号不易受干扰，且便于远距离传输于远距离传输（可以不考虑线路压降），所（可以不考虑线路压降），所以在一次仪表中多采用以在一次仪表中多采用电流输出型电流输出型。420mA二线制输出方式二线制输出方式 新的国家标准规定电流输出为新的国家标准规定电流输出为4 420mA20mA；电压输电压输出

22、为出为1 15V5V( (旧国标为旧国标为0 010mA10mA或或02V)02V)。4mA4mA对应于零对应于零输入，输入，20mA20mA对应于满度输入。对应于满度输入。 不让信号占有不让信号占有0 04mA4mA这一范围的原因，一方面是这一范围的原因，一方面是有利于判断线路故障（开路）或仪表故障；另一方面，有利于判断线路故障（开路）或仪表故障；另一方面，这类一次仪表内部均采用微电流集成电路，总的耗电这类一次仪表内部均采用微电流集成电路，总的耗电还不到还不到4mA4mA，因此还能利用，因此还能利用0 04mA4mA这一部分这一部分“本底本底”电流电流”为一次仪表的内部电路提供工作电流，使一

23、次为一次仪表的内部电路提供工作电流，使一次仪表成为两线制仪表。仪表成为两线制仪表。 420mA二线制输出方式二线制输出方式 所谓二线制仪表是指仪表与外界的联系所谓二线制仪表是指仪表与外界的联系只需只需两根导线两根导线。多数情况下，多数情况下，其中一根其中一根（红（红色）为色）为+24V+24V电源线电源线，另一根，另一根（黑色）既作为（黑色）既作为电源负极引线，又作为信号传输线电源负极引线，又作为信号传输线。在信号。在信号传输线的末端通过一只传输线的末端通过一只标准负载电阻（也称标准负载电阻（也称取样电阻）接地取样电阻）接地（也就是电源负极），将（也就是电源负极），将电电流信号转变成电压信号流

24、信号转变成电压信号。 420mA二线制仪表接线方法二线制仪表接线方法（420mA）如何将电流信号转变成电压信号如何将电流信号转变成电压信号在信号传输线的末端通过一只标准负载电阻（也在信号传输线的末端通过一只标准负载电阻（也称取样电阻）接地（也就是电源负极），将电流信称取样电阻）接地（也就是电源负极），将电流信号转变成电压信号。号转变成电压信号。取样电阻的计算取样电阻的计算：在下图中，若取样电阻在下图中，若取样电阻RL=250.0 ，则对应于，则对应于420mA的输出电压的输出电压Uo为为15V。（420mA）420mA二线制数显表外形及计算二线制数显表外形及计算 在上一张图中，若取样电阻在上一

25、张图中，若取样电阻RL =500.0 ，则对应于则对应于420mA的输出电流，输出电压的输出电流，输出电压Uo为为多少？多少？ 休休 息息 一一 下下2021-11-1153在这一章里，要给大家介绍电涡流传感器的基本在这一章里，要给大家介绍电涡流传感器的基本原理、特性和应用。原理、特性和应用。电涡流传感器主要用于电涡流传感器主要用于金属探测金属探测（安全检测等）、（安全检测等）、微小位移微小位移和和振动测量振动测量，以及，以及转速转速、表面状态等诸多、表面状态等诸多与电涡流有关的参数，还可以用于与电涡流有关的参数，还可以用于无损探伤及接近无损探伤及接近开关开关。电涡流传感器的最大特点电涡流传感

26、器的最大特点是非接触测量是非接触测量。任务三任务三 电涡流传感器电涡流传感器2021-11-1154我们先来看一个实验。取一只直径为我们先来看一个实验。取一只直径为300mm左右左右的空心线圈，接到金属探测器的高频激励电流输出的空心线圈，接到金属探测器的高频激励电流输出端。当线圈接近一块金属，这时我们会发现与检测端。当线圈接近一块金属，这时我们会发现与检测电路相连的耳机里的声音音调变尖电路相连的耳机里的声音音调变尖 。小实验小实验第一节第一节 电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 2021-11-1155第一节第一节 电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 电涡流效应演示电涡流效应演示

27、当电涡流当电涡流线圈与金属板线圈与金属板的的距离距离x 减小减小时，电涡流线时，电涡流线圈的圈的等效电感等效电感L 减小减小，等效电等效电阻阻R 增大增大，流，流过电涡流线圈过电涡流线圈的的电流电流 i1 增大增大。 电涡流的应用电涡流的应用 在我们日常生活中经常可以遇到在我们日常生活中经常可以遇到 干净、干净、高效的高效的 电磁炉电磁炉电磁炉内部的励磁线圈电磁炉内部的励磁线圈电磁炉的工作原理电磁炉的工作原理 高频电高频电流通过励磁流通过励磁线圈，产生线圈，产生交变磁场交变磁场，在铁质锅底在铁质锅底会产生无数会产生无数的电涡流，的电涡流，使锅底发热，使锅底发热，烧开锅烧开锅 内食内食物。物。第

28、二节第二节 电涡流传感器结构及特性电涡流传感器结构及特性 电涡流探头电涡流探头外形外形交变磁场交变磁场电涡流探头电涡流探头内部结构内部结构 1电涡流线圈电涡流线圈 2探头壳体探头壳体 3壳体上的位置调节螺纹壳体上的位置调节螺纹 4印制线路板印制线路板 5夹持螺母夹持螺母 6电源指示灯电源指示灯 7阈值指示灯阈值指示灯 8输出屏蔽电缆线输出屏蔽电缆线 9电缆插头电缆插头 CZF-1系列传感器的性能系列传感器的性能 分析上表请得出结论：分析上表请得出结论：探头的直径与测量范围及分辨力之间有何关探头的直径与测量范围及分辨力之间有何关系？系？2021-11-1162大直径电涡流探雷器大直径电涡流探雷器

29、 第三节第三节 测量转换电路测量转换电路 一、调幅式（一、调幅式（AM）电路）电路 石英振荡器产生石英振荡器产生稳频、稳幅稳频、稳幅高频振荡电压高频振荡电压(100kHz2MHz）用于激励电涡流线圈。金属）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈两端电压的衰减，输出电压圈两端电压的衰减，输出电压Uo反映了金属体反映了金属体对电涡流线圈的距离。对电涡流线圈的距离。部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数二、调频（二、调频（FM）式电路）式电路(100kHz1MHz） 当电涡流线圈与被测体的距离当电涡流线

30、圈与被测体的距离x 改变时，改变时，电涡流线圈的电感量电涡流线圈的电感量L 也随之改变，引起也随之改变，引起LC 振荡器的输出频率变化。如果要用模拟仪表进振荡器的输出频率变化。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用行显示或记录时，必须使用鉴频器鉴频器，将，将 f转换转换为电压为电压 Uo 。 并联谐振回路的谐振频率并联谐振回路的谐振频率 01 4-32fLC第四节第四节 电涡流传感器的应用电涡流传感器的应用 一、位移测量一、位移测量 电涡流位移传感器是一种输出为电涡流位移传感器是一种输出为模拟量模拟量的的电子器件。当金属物体接近此感应面时，金属电子器件。当金属物体接近此感应面时，金属表面将

31、吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使振荡器的输出幅度线性地衰减，根据振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的衰减量的变化变化或或振荡频率振荡频率的变化，可计算出与被检物体的变化，可计算出与被检物体的距离、振动等参数。这种位移传感器属于的距离、振动等参数。这种位移传感器属于非非接触测量接触测量，工作时不受灰尘等因素的影响，可，工作时不受灰尘等因素的影响，可在各种恶劣条件下使用。在各种恶劣条件下使用。位移测量仪位移测量仪 位移测量包含：位移测量包含： 偏心、间隙、位偏心、间隙、位置、倾斜、弯曲、变置、倾斜、弯曲、变形、移动、圆度、冲形、移动、圆度、冲击、偏心率

32、、冲程、击、偏心率、冲程、宽度等。宽度等。 来自不同应用领来自不同应用领域的许多量都可归结域的许多量都可归结为位移或间隙变化。为位移或间隙变化。数显数显位移测量仪及探头位移测量仪及探头2021-11-1169 偏心和偏心和振动检测振动检测2021-11-1170通过测量间隙来测量径向跳动通过测量间隙来测量径向跳动2021-11-1171测量弯曲、波动、变形测量弯曲、波动、变形 对桥梁、丝杆等机械结构的振动对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用多个传感器。测量，须使用多个传感器。测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪 测量冷轧板厚度测量冷轧板厚度导向辊的材料可以用

33、导向辊的材料可以用金属制作吗？金属制作吗？2021-11-1173测量尺寸、公差测量尺寸、公差及零件识别及零件识别 通过测量间隙来通过测量间隙来测定测定 热膨胀引起的上下平移热膨胀引起的上下平移2021-11-1174测量封口机工作间隙测量封口机工作间隙间隙越大，间隙越大，电涡流越小电涡流越小电涡流位移传感器的应用电涡流位移传感器的应用 电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响，电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响，例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感器的应用领域十分广泛，但也同

34、时带来许多不器的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以影响测量结果。所以电涡流传感器多用于影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性定性测量测量。 在用作在用作 定定 量量 测量时，必须采用测量时，必须采用逐点标逐点标定、计算机线性纠正、温度补补偿定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。等措施。 位移的标定方法位移的标定方法 使用使用千分尺千分尺，逐一对照测量电路的输，逐一对照测量电路的输出电压及数显表读数，列出对照表，存入出电压及数显表读数，列出对照表，存入计算机，从而达到线性化的目的。计算机，从而达到线性化的目的。2

35、021-11-1177二、转速测量二、转速测量 若转轴上开若转轴上开z z 个槽个槽( (或齿或齿) )，频率计的读数，频率计的读数为为f（单位为（单位为Hz），则转轴的转速），则转轴的转速n（单位为（单位为r/min）的计算公式为）的计算公式为 60r fnz（ /min）2021-11-1178齿轮转速测量齿轮转速测量 例：例： 下图中，设齿数下图中，设齿数z z =48，测得频率，测得频率 f=120Hz，请按上述公式该齿轮的转速，请按上述公式该齿轮的转速n 。2021-11-1179电动机电动机转速测量转速测量三、电涡流式通道三、电涡流式通道安全检查门安全检查门 安检门的内部设安检门的

36、内部设置有置有发射线圈和接收发射线圈和接收线圈线圈。当有金属物体。当有金属物体通过时，交变磁场就通过时，交变磁场就会在该金属导体表面会在该金属导体表面产生电涡流，会在接产生电涡流，会在接收线圈中感应出电压，收线圈中感应出电压，计算机根据计算机根据感应电压感应电压的大小、相位的大小、相位来判定来判定金属物体的大小。金属物体的大小。2021-11-1181安检门安检门演示演示当有金属物体穿越当有金属物体穿越安检门时报警安检门时报警在安检门的上中下中，安装多个电涡流线圈，在安检门的上中下中，安装多个电涡流线圈，有金属穿过时，对应位置报警。还在一侧安有金属穿过时，对应位置报警。还在一侧安装一台装一台“

37、软软x光光”扫描仪扫描仪，它能显示衣服里头，它能显示衣服里头的物体形状和密度，对人体、胶卷无害。的物体形状和密度，对人体、胶卷无害。 2021-11-1182四、电涡流表面探伤四、电涡流表面探伤 手持式裂纹测量仪手持式裂纹测量仪油管探伤油管探伤滚子涡流探伤机滚子涡流探伤机 滚子涡流探伤机滚子涡流探伤机是由计算机控制的轴是由计算机控制的轴承滚子表面微裂纹探承滚子表面微裂纹探伤的专用设备，可探伤的专用设备，可探出深出深 30m的表面微小的表面微小裂纹。裂纹。（参考参考无锡市通达滚子无锡市通达滚子有限公司有限公司资料资料）2021-11-1184手提式探伤仪外形手提式探伤仪外形（参考厦门爱德华检测设

38、备有限公司资料参考厦门爱德华检测设备有限公司资料）2021-11-1185掌上型掌上型电涡流电涡流探伤仪探伤仪2021-11-1186用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹2021-11-1187台式电涡流探伤仪台式电涡流探伤仪2021-11-1188花瓣阻抗图花瓣阻抗图第五节第五节 接近开关简介接近开关简介 接近开关又称无触点行程开关接近开关又称无触点行程开关。它能在一定的距。它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体进入其设定距离范围内时，就发出物体进入其设定距离范围内时，就发出“动作动作”信信号，该

39、信号属于号，该信号属于开关信号开关信号（高电平或低电平）。（高电平或低电平）。 接近开关能直接接近开关能直接驱动中间继电器驱动中间继电器。多数接近开关。多数接近开关已将感辨头和测量转换电路做在同一壳体内，壳体已将感辨头和测量转换电路做在同一壳体内，壳体上多带有螺纹或安装孔，以便于安装和调整。上多带有螺纹或安装孔，以便于安装和调整。 接近开关的应用已远超出行程开关的行程控制和接近开关的应用已远超出行程开关的行程控制和限位保护范畴。它可以用于高速计数、测速，确定限位保护范畴。它可以用于高速计数、测速，确定金属物体的存在和位置，测量物位等。金属物体的存在和位置，测量物位等。2021-11-1190

40、接近开关的核心部分是接近开关的核心部分是“感辨头感辨头”，它对正，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。在生物界，在接近的物体有很高的感辨能力。在生物界，眼镜蛇的尾部能感辨出人体发出的红外线；而眼镜蛇的尾部能感辨出人体发出的红外线；而电涡流探头能感辨金属导体的靠近。应变片、电涡流探头能感辨金属导体的靠近。应变片、电位器之类的传感器无法用于接近开关，因为电位器之类的传感器无法用于接近开关，因为它们属于接触式测量。它们属于接触式测量。知知 识识 沙沙 龙龙2021-11-1191接近开关外形接近开关外形 2021-11-1192接近开关外形接近开关外形 2021-11-1193420mA电涡流位移传

41、感器外形电涡流位移传感器外形（参考德国图尔克公司资料）（参考德国图尔克公司资料）齐平式电涡流位移齐平式电涡流位移传感器外形传感器外形（参考德国图尔克公司资料）（参考德国图尔克公司资料） 齐平式传感器安装时可以齐平式传感器安装时可以不高出不高出安装安装面，不易被损害。面，不易被损害。2021-11-1195V V系列系列电涡流位移电涡流位移传感器外形传感器外形（参考浙江洞头开关厂资料）（参考浙江洞头开关厂资料）齐平式齐平式接近开关的术语解释接近开关的术语解释 接近开关的安装方式：分接近开关的安装方式：分齐平式齐平式和和非齐非齐平式平式。齐平式（。齐平式（又称埋入型又称埋入型）的接近开关表）的接近

42、开关表面可面可与被安装的金属物件形成同一表面与被安装的金属物件形成同一表面，不，不易被碰坏，但易被碰坏，但灵敏度较低灵敏度较低；非齐平式（非埋；非齐平式（非埋入安装型）的接近开关则需要把入安装型）的接近开关则需要把感应头露出感应头露出一定高度一定高度，否则将降低灵敏度。，否则将降低灵敏度。2021-11-1197接近开关的安装方式接近开关的安装方式齐平式安装齐平式安装非齐平式安装非齐平式安装2021-11-1198接近开关外形（续）接近开关外形（续） 一、常用的接近开关分类一、常用的接近开关分类 常用的接近开关有电涡流式（以常用的接近开关有电涡流式（以下简称下简称电感接近开关电感接近开关）、电

43、容式、磁）、电容式、磁性干簧开关、霍尔式、光电式、微波性干簧开关、霍尔式、光电式、微波式式 、超声波式等。、超声波式等。 二、接近开关的特点二、接近开关的特点 接近开关与被测物接近开关与被测物不接触不接触、不会产不会产生机械磨损和疲劳损伤生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命长工作寿命长、响应快、无触点、响应快、无触点、无火花无火花、无噪声无噪声、防、防潮、防尘、潮、防尘、防爆性能较好防爆性能较好、体积小体积小、安、安装、装、调整方便调整方便； 缺点是缺点是 触点容量较小触点容量较小、输出短路时易烧毁输出短路时易烧毁。 三、电涡流接近开关三、电涡流接近开关（即：电感接近开关）的（即：电感接近开关）的工

44、作原理工作原理 电感接近开关由电感接近开关由LCLC高频振荡器和放大处理高频振荡器和放大处理电路组成电路组成，金属物体在接近辨头时，表面产生，金属物体在接近辨头时，表面产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关关振荡能力衰减振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关控制开关的通或断的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须。这种接近开关所能检测的物体必须是是导电性能良好的金属物体导电性能良好的金属物体。2021-11-11102四、电涡流接近开关原理框图四、电涡流

45、接近开关原理框图2021-11-11103五、常见接近开关的型号说明五、常见接近开关的型号说明（摘自浙江洞头开关厂资料）2021-11-11104六六. .接近开关的主要性能指标：接近开关的主要性能指标： 额定动作距离额定动作距离、工作距离、工作距离、动作滞差动作滞差、重复定位精度（重复、重复定位精度（重复性）、性）、动作频率动作频率等。等。 接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（1 1） 1. 1.动作（检测）距离动作（检测）距离: : 被测体按一定方式移被测体按一定方式移动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动时，从基准位置（接近开关的感应表面）到开关动作时测得的基准位置到检测面的

46、空间距离的标称动作时测得的基准位置到检测面的空间距离的标称值。值。 2.2.设定距离设定距离：指整定距离，一般为额定动作距：指整定距离，一般为额定动作距离的离的0.80.8倍，以保证工作可靠。倍，以保证工作可靠。 3.3.复位距离复位距离：接近开关动作后，又再次复位时：接近开关动作后，又再次复位时的与被测物的距离，它略大于动作距离。的与被测物的距离，它略大于动作距离。 4.4.回差值回差值: : 动作距离与复位距离之间的绝对值。动作距离与复位距离之间的绝对值。回差值越大回差值越大，对外界的干扰以及被测物的抖动等的，对外界的干扰以及被测物的抖动等的抗干扰能力就越强抗干扰能力就越强。2021-11

47、-11106接近开关的检接近开关的检测距离与回差测距离与回差接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（2 2） 标准检测体：可与现场被检金属作比标准检测体：可与现场被检金属作比较的标准金属检测体。标准检测体通常为较的标准金属检测体。标准检测体通常为正方形的正方形的A3钢，厚度为钢，厚度为1mm，所采用的边，所采用的边长是接近开关检测面直径的长是接近开关检测面直径的2.5倍。倍。不同材料的金属检测物对电涡流接近开不同材料的金属检测物对电涡流接近开关动作距离的影响关动作距离的影响（以（以FeFe为参考金属）为参考金属） 对于非磁性材料，被测体的对于非磁性材料，被测体的电导率越高电导率越高，则则灵敏度

48、越高灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁导；被测体是磁性材料时，其磁导率将影响电涡流线圈的感抗，其率将影响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗磁滞损耗还将还将影响电涡流影响电涡流线圈的线圈的Q值值。磁滞损耗大磁滞损耗大时，其时，其灵敏灵敏度通常较高度通常较高。接近开关的术语解释（接近开关的术语解释（3 3） 响应频率响应频率f ：按规定，在：按规定，在1秒的时间间隔秒的时间间隔内，内， 接近开关动作循环的最大次数，重复接近开关动作循环的最大次数，重复频率大于该值时，接近开关无反应。频率大于该值时，接近开关无反应。 响应时间响应时间t ：接近开关检测到物体时刻：接近开关检测到物体时刻到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。到接近开关出现电平状态翻转的时间之差。可用公式换算：可用公式换算： t=1/ f2021-11-11110响应频率及响应时间示意图响应频率及响应时间示意图四线制电涡流位移传感器的接线说明四线制电涡流位移传感器的接线说明 有的位移传感器同时具备