电涡流传感器的工作原理

电子说

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描述

  金属导体置于变化的磁场中或在磁场中运动时,金属导体就会产生感应电流,该电流的流线为闭合回线,故称之为“涡流”。理论及实践证明,电涡流的大小与金属导体的电阻率0厚度t、线圈的励磁电流角频率∞以及线圈与金属块之间的距离x等参数有关。若固定某些参数,就能根据电涡流的大小推算出另外某一参数。

  电涡流式传感器的最大特点是可以对某些参数进行非接触式测量,灵敏度较高,所以应用极其广泛。

  电涡流传感器可以分为高频反射式和低频投射式两类,其中高频反射式应用较广,现以它为例说明其原理和特性。低频投射式的原理与之类似。

  当通有一定交变电流,(频率为a)的电感线圈L靠近金属导体时,在金属表面将产牛电涡流,,而该电涡流将形成一个方向相反的磁场,造成交变磁场能量的损失,并力图改变线圈的电感量的大小(见图2-66)。当被测物体靠近传感器时,损耗的功率增大,回路的Q值就降低。一般在涡流传感器线圈旁边并联…个电容器,构成并联谐振电路,线圈Q值的变化,就意味着谐振同路谐振曲线峰值的下降,同时使曲线变得半坦。

  一般高频回路的阻抗Z与被测材料的电导率P磁导率U激磁频率∞以及传感器与被测物体之问的距离x有关,即:Z=F(p,U,∞,X)

  只要固定其中的三个参量,便可测出阻抗Z与第四个参数之间所呈现的单值关系。

传感器

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