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文档简介

传感器应用技术

电涡流式传感器电涡流式传感器电涡流式传感器11.电涡流式传感器工作原理2.电涡流式传感器分类电涡流式传感器-工作原理涡流效应原理

将金属导体置于变化磁场中时，导体表面就会产生自行闭合的旋涡状感应电流即电涡流，这种现象称涡流效应电涡流式传感器利用涡流效应，将非电量转换为线圈阻抗的变化进行测量当电涡流线圈与金属板的距离x减小时，电涡流线圈的等效电感L减小，等效电阻R增大因感抗XL的变化比R的变化大得多，故流过电涡流线圈的电流i1增大。将一个扁平线圈置于金属导体附近，当线圈中通交变电流i1时，线圈周围产生交变磁场H1，置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流i2，电涡流将产生一个新磁场H2，H2与H1方向相反，抵消部分原磁场，从而使通电线圈有效阻抗发生变化。电涡流i2越大，对线圈L1的影响就越大。当导体置于交变磁场或在磁场中运动时，导体上引起感生电流ie，此电流在导体内闭合，称为电涡流电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器，可以对表面为金属导体的被测量实现多种物理量的非接触测量，如位移、振动、工件尺寸、厚度、转速、表面温度等与电涡流有关的参数。主要优点：结构简单、灵敏度高、测量范围大、抗干扰能力强等。1234561线圈2框架3衬套4支架5电缆6插头电涡流式传感器-工作原理电涡流式传感器-分类电涡流在导体的纵深方向并不是均匀分布的，而只集中在金属导体表面，称为集肤效应

集肤效应与激励源频率f

、导体电阻率ρ、磁导率μ等有关，频率f越高，电涡流渗透的深度就越浅，集肤效应越严重由于存在集肤效应，电涡流只能检测导体表面的各种物理参数，改变频率f，可以控制检测深度。涡流穿透深度h和激励电流频率f有关，所以涡流传感器根据激励频率分为：高频反射式和低频透射式穿透深度h可表示：

ρ—导体电阻率(Ω·cm)；μr—导体相对磁导率；f—交变磁场频率(Hz)电涡流式传感器-分类高频(>lMHz)激励电流产生的高频磁场作用于金属板的表面，由于集肤效应，在金属板表面形成电涡流。与此同时，该涡流产生的交变磁场又反作用于线圈，引起线圈阻抗ZL的变化。线圈阻抗ZL的变化与距离该金属板的距离d

、电阻率ρ、磁导率μ、激励电流i及角频率ω等有关，若只改变距离d而保持其它参数不变，则可将位移的变化转换为线圈自感的变化，通过测量电路转换为电压输出。高频反射式涡流传感器多用于位移测量

高频反射式电涡流传感器电涡流式传感器-分类发射线圈L1和接收线圈L2分置于被测金属板的上下方。由于低频磁场集肤效应小，渗透深，当低频(音频范围)电压u1加到线圈L1的两端后，所产生磁力线的一部分透过金属板,使线圈L2产生感应电动势u2。但由于涡流消耗部分磁场能量，使感应电动势u2减少，当金属板越厚时，损耗的能量越大，输出电动势u2越小。因此，u2的大小与金属板的厚度及材料的性质有关.试验表

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