高精度电涡流位移传感器

[b]　　高精度电涡流传感器，[/b]电涡流传感器是一种经典的传感器类型,具有非接触、宽带宽、灵敏度高、可靠性好等优点,并且可以工作在恶劣的环境,具有广泛的应用需求。 [align=center][img=高精度电涡流传感器]https://www.cxyqyb.cn/uploads/191015/1-191015153151515.jpg[/img][/align]https://www.cxyqyb.cn　　根据目标导体厚度的不同,电涡流传感器可以划分为两种传感器类型:电涡流位移传感器和电涡流厚度传感器。这两种传感器是应用电涡流效应的自然产物,已经存在并发展了几十年,市场上有各种型号的产品。然而,这两种传感器仍然有大量的应用需求和难题需要去满足和攻克。　　工作原理　　高精度电涡流传感器系统中的前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。　　通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ,ξ,б,D,I,ω)函数来表示。　　通常我们能做到控制τ,ξ,б,I,ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化，输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，高精度电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。

电涡流位移传感器是基于高频磁场在金属表面的“涡流效应”而成，是对金属物体的位移、振动、转速等机械量进行检测和控制的理想传感器。电涡流位移传感器具有非接触测量、线性范围宽、灵敏度高、抗干扰能力强、无介质影响、稳定可靠、易于处理等明显优点。电涡流位移传感器广泛用于冶金、化工、航天等行业中，也可用于科研和学校实验中的位移、振动、转速、长度、厚度、表面不平度等机械量的检测。 安装的过程中，首先要在确定电涡流位移传感器已经标定完成后。卸下传感器，连同万用表和电源一起，安装到实际被测体处。调整传感器与被测体之间的距离，使变换器的输出读数符合检测要求。一般来说，（以“0―5V”输出为例）测振动，应使输出指示为“2.5V”即线性段的中点。测位移，如果被测体的位移是双向的也应使输出指示为“2.5V”即线性段的中点。如果是单向的，应使输出指示为“0V”，或者“5V”.即线性段的下限或者上限。安装无误后，固定电涡流位移传感器即可。 电涡流位移传感器在连接无误，接通电源后，请预热10分钟，探头周围一倍于探头直径的地方，不能有其它金属材料。工作时，电涡流位移传感器应避免强磁场和强电场的干扰。传感器和前置变换器之间的插头、插座工作时，不应有抖动，以免引起输出变化。高频电缆的长度不能随意增减。无温度补赏的电涡流位移传感器，测量环境不可出现温度急剧变化，以提高测量精度。

[b]　电涡流传感器的分类，[/b]按照电涡流在导体内的贯穿情况，此传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，但从基本工作原理上来说仍是相似的。[align=center][img=电涡流传感器的分类]http://www.cxinstrument.com/uploads/191015/1-1910151613553P.jpg[/img][/align]http://www.cxinstrument.com/　　高频反射式电涡流传感器　　电涡流传感器分类　　高频（》1兆赫兹）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，在金属板表面将形成涡电流。与此同时，该涡流产生的交变磁场又反作用于线圈，引起线圈自感L或阻抗ZL的变化，其变化与距离、金属板的电阻率ρ、磁导率μ、激励电流i，及角频率ω等有关，若只改变距离δ而保持其他系数不变，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。　　低频透射式电涡流传感器　　电涡流传感器分类　　低频透射式涡流传感器多用于测定材料厚度。发射线圈W1和接收线圈W2分别放在被测材料G的上下，低频电压e1加到线圈W1的两端后，在周围空间产生一交变磁场，并在被测材料G中产生涡流i，此涡流损耗了部分能量，使贯穿W2的磁力线减少，从而使W2产生的感应电势e2减小。e2的大小与G的厚度及材料性质有关，实验证明，e2随材料厚度h增加按负指数规律减小。因而按e2的变化便可测得材料的厚度。　　电涡流式传感器的测量电路　　利用电涡流式变换元件进行测量时，为了得到较强的电涡流效应，通常激磁线圈工作在较高频率下，所以信号转换电路主要有调幅电路和调频电路两种。　　调幅式（AM）电路　　当电涡流线圈与被测体的距离x改变时，电涡流线圈的电感量L也随之改变，引起LC振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机测量。