电感传感器课件.ppt

1、 掌握自感式电感传感器的结构、原理掌握自感式电感传感器的结构、原理及其相应的测量电路和应用。掌握差动变及其相应的测量电路和应用。掌握差动变压器（互感式电感传感器）的原理、特点、压器（互感式电感传感器）的原理、特点、工作特性及零点残压的消除方法。掌握高工作特性及零点残压的消除方法。掌握高频发射式及低频透射式电涡流传感器的工频发射式及低频透射式电涡流传感器的工作原理。作原理。上一页下一页返 回3.1 自感式传感器自感式传感器3.2 差动变压器差动变压器3.3 电涡流式传感器电涡流式传感器3.4 电感传感器的应用电感传感器的应用上一页下一页返 回电感传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量测量的。

2、电感传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量测量的。应用电磁感应原理将非电量参数转换为电感量的变化（包括自感和互应用电磁感应原理将非电量参数转换为电感量的变化（包括自感和互感）感）根据工作原理不同，可分为根据工作原理不同，可分为自感式自感式、互感式互感式和和涡流式涡流式三种类型，可用三种类型，可用来测量位移、振动、转速、流量等非电信号。来测量位移、振动、转速、流量等非电信号。主要主要优点优点是：是：u 结构简单（线圈、铁芯、衔铁），工作可靠，寿命长；结构简单（线圈、铁芯、衔铁），工作可靠，寿命长；u 灵敏度高，传感器的输出信号强，有利于信号的传输和放大，能灵敏度高，传感器的输出信号强，有利于

3、信号的传输和放大，能分辩分辩0.01m的位移变化，一般每毫米的变化可达数百毫伏的输出；的位移变化，一般每毫米的变化可达数百毫伏的输出；u 精度高，重复性好，线性好，非线性误差一般为精度高，重复性好，线性好，非线性误差一般为0.050.1 主要主要缺点缺点有：有：u 灵敏度、线性度和测量范围相互制约；灵敏度、线性度和测量范围相互制约；u 传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量。传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量。上一页下一页返 回l3.1.1 气隙型自感传感器气隙型自感传感器l3.1.2 差动自感传感器差动自感传感器l3.1.3 差动自感传感器测量电路差动自感传感器测量电路l3.1.

4、4 螺线管式自感传感器螺线管式自感传感器l3.1.5 自感式传感器测量电路自感式传感器测量电路l3.1.6 自感式传感器应用举例自感式传感器应用举例按原理分：自感式传感器、互感式传感器（差动传感按原理分：自感式传感器、互感式传感器（差动传感器）器）按结构分：闭磁路按结构分：闭磁路气隙型；开磁路气隙型；开磁路电涡流式电涡流式上一页返 回下一页自感式传感器自感式传感器亦称变隙式自感传感器，它是根据铁芯亦称变隙式自感传感器，它是根据铁芯线圈磁路气隙的改变，引起滋路磁阻的改变，从而改线圈磁路气隙的改变，引起滋路磁阻的改变，从而改变线圈自感的大小。变线圈自感的大小。气隙是磁路与磁路之间的空气间隔气隙是磁

5、路与磁路之间的空气间隔，是以空气为介质，是以空气为介质的间隙，其变化可以引起磁路和磁阻的变化的间隙，其变化可以引起磁路和磁阻的变化。气隙参数的改变分气隙参数的改变分变气隙长度变气隙长度和和变气隙截面积变气隙截面积S两种两种方式方式传感器线圈又分传感器线圈又分单线圈单线圈和和双线圈双线圈两种。两种。上一页返 回下一页（a）变气隙长度）变气隙长度（b）变气隙截面积）变气隙截面积1.工作原理工作原理由线圈、铁芯、衔铁三部分组成由线圈、铁芯、衔铁三部分组成上一页返 回下一页RmNL2根据磁路知识，线圈的自感为：根据磁路知识，线圈的自感为：N线圈的匝数线圈的匝数Rm磁路的总磁磁路的总磁 在气隙较小的情况

6、下（一般在气隙较小的情况下（一般l在在0.11mm），可以认为），可以认为气隙磁场均匀分布，同时忽略磁路铁损，则有：气隙磁场均匀分布，同时忽略磁路铁损，则有：000222111SlSlSlRmiRml1 l1、l2 l2、l0l0铁芯、衔铁和气隙的长度铁芯、衔铁和气隙的长度S1S1、S2S2、S0S0铁芯、衔铁和气隙的截面积铁芯、衔铁和气隙的截面积1、2、0铁芯、衔铁和气隙的导磁率铁芯、衔铁和气隙的导磁率即磁路总磁为铁芯、衔铁和气隙三部分磁路磁阻之和即磁路总磁为铁芯、衔铁和气隙三部分磁路磁阻之和上一页返 回下一页 实际上由于铁芯一般工作于非饱和状态，此时铁芯的实际上由于铁芯一般工作于非饱和状态

7、，此时铁芯的导磁率远远大于空气的导磁率，因而导磁率远远大于空气的导磁率，因而磁路的总磁阻主要由磁路的总磁阻主要由气隙长度决定气隙长度决定，即，即0002000021,SlNLSlRm 显然在气隙型传感器中移动衔铁的位置，即可改变气显然在气隙型传感器中移动衔铁的位置，即可改变气隙的长度隙的长度图图(a)或截面积或截面积图图(b)，从而引起线圈自感的变从而引起线圈自感的变化。化。上一页返 回下一页（1）变气隙长度型）变气隙长度型2.工作特性工作特性 主要分析变气隙式传感器的主要分析变气隙式传感器的线性度和灵敏度。线性度和灵敏度。0002SlNL变气隙长度变气隙长度型传感器的自感型传感器的自感L与与

8、呈非呈非线性关系线性关系灵敏度：灵敏度：20022SNddLK灵敏度高，线性度差灵敏度高，线性度差（2）变气隙截面积型）变气隙截面积型变气隙截面积变气隙截面积S型传感器的自感型传感器的自感L与与S之间呈线性关系之间呈线性关系灵敏度：灵敏度：02NdSdLKS灵敏度低，线性度高灵敏度低，线性度高上一页返 回下一页结论：结论：a)L=f（l0）在）在S0不变的情况下，为非线性反比例函数；不变的情况下，为非线性反比例函数；b)L=f（S0）在）在l0不变的情况下，为线性正比例函数；不变的情况下，为线性正比例函数；c)如图：分别通过改变如图：分别通过改变l0或改变或改变S0，均可以获得，均可以获得L的

9、变化。的变化。3.1.2 3.1.2 差动变隙式电感传感器差动变隙式电感传感器 1-1-铁芯；铁芯；2-2-线圈；线圈；3-3-衔铁衔铁上一页返 回下一页两线圈变气隙式自感传感器采用两个线圈激磁，工作时两线圈变气隙式自感传感器采用两个线圈激磁，工作时两线圈的自感呈反相变化，形成差动输出，因而称之为两线圈的自感呈反相变化，形成差动输出，因而称之为差动自感传感器。差动自感传感器。差动自感传感器亦有差动自感传感器亦有变气隙长度型变气隙长度型和和变气隙截面积型变气隙截面积型由两个相同线圈，一个可动衔铁组成：由两个相同线圈，一个可动衔铁组成：1.1.工作原理工作原理 00212121UIIILL初态时：

10、若结构对称，且动铁居中，则初态时：若结构对称，且动铁居中，则上一页返 回下一页动铁上移时，则动铁上移时，则LLIZIZUoIIIIIIIIIIILIIIL22)1()2(1222221111动铁下移时，则动铁下移时，则LLIZIZUo2结论结论：输出电压的大小和极性随位移变化而变化：输出电压的大小和极性随位移变化而变化2.2.特性分析特性分析（1）输出电压不但能反映位移量的）输出电压不但能反映位移量的大小，而且能反映位移的方向。大小，而且能反映位移的方向。（2）输出电压正比于）输出电压正比于2I I，因而灵，因而灵敏度较高。敏度较高。（3）输出电压非线性减小。）输出电压非线性减小。（4）可获得

11、温度自补偿。）可获得温度自补偿。上一页返 回下一页结论结论：当位移控制在：当位移控制在，输出电压，输出电压Uo与位移与位移近似近似线性关系线性关系1.1.基本交流测量电桥基本交流测量电桥2.2.带相敏整流的交流电桥带相敏整流的交流电桥 上一页返 回下一页测量电路作用：测量电路作用：将电感传感器的电感量将电感传感器的电感量L的变化转换的变化转换成电压或电流形式的变化量输出。成电压或电流形式的变化量输出。UZZZUUUBA)21(2110（1）初始平衡状态，）初始平衡状态，Z1=Z2=Z,U0=0（2）动铁上移：）动铁上移：211ZZZUUAUZZUZZZZZZUoZZZLZZZL2)21(222

12、111上一页返 回下一页令令ZR+jL,Z=R+j L,且且R L，R L，则，则ULRLUoULjRLjRUo22)(222取模得（3）动铁下移：）动铁下移：UZZUZZZZZZUoZZZZZZ2)21(2;1上一页返 回下一页ULRLUo22)(2结论结论：输出电压的大小反映动铁位移的大小，：输出电压的大小反映动铁位移的大小，输出电压的极性反映动铁位移的方向输出电压的极性反映动铁位移的方向两种情况的输出电压大小相等，方向相反，即相位差两种情况的输出电压大小相等，方向相反，即相位差180o为了判别衔铁位移方向，就是判别信号的相位，为了判别衔铁位移方向，就是判别信号的相位，要在后续电路中配置要

13、在后续电路中配置相敏检波器相敏检波器来解决来解决 由于交流电压表不能直接指示电桥由于交流电压表不能直接指示电桥输出电压的极性，即无法确定动铁位移输出电压的极性，即无法确定动铁位移的方向，因而通常在交流检测电桥中引的方向，因而通常在交流检测电桥中引入相敏整流电路，把测量电桥的交流输入相敏整流电路，把测量电桥的交流输出转换为直流输出，而后用零值电压表出转换为直流输出，而后用零值电压表测量电桥的输出电压。测量电桥的输出电压。上一页返 回下一页Z1、Z2为差动线圈等效阻抗为差动线圈等效阻抗R为平衡电阻，与为平衡电阻，与Z1、Z2 组成电桥组成电桥DlD4组成相敏整流电路组成相敏整流电路Uo为测量电路的

14、输出电压为测量电路的输出电压零值居中的直流电压表指示输出电压的大小和极性零值居中的直流电压表指示输出电压的大小和极性上一页返 回下一页上一页返 回下一页（1）初态时初态时：由于动铁居中，即由于动铁居中，即Z1Z2Z，由于桥路结构对称，此时，由于桥路结构对称，此时UB UC，即，即Uo=UB-UC=0。（2）动铁上移时动铁上移时：Z1Z十十Z，Z2ZZ，即，即Z1Z2I1I2，此时，此时 UoUBUCUBD+UDC=I1R-I2R=R(I1-I2)0在电源在电源Ui的正半周和负半周，的正半周和负半周，I1、I2的方向均变为相反，但的方向均变为相反，但Uo都都0，指示表指针反偏，读数为负，表示动铁

15、在上移。，指示表指针反偏，读数为负，表示动铁在上移。（3）动铁下移时动铁下移时：Z1ZZ，Z2Z十十Z，即，即Z2Z1I1 I2，此时，此时UoUBUCR(I1-I2)0指示表指针右偏，读数为正，表明动铁在下移。指示表指针右偏，读数为正，表明动铁在下移。非相敏整流和相敏整流电路输出电压比较非相敏整流和相敏整流电路输出电压比较(a)(a)非相敏整流电路；（非相敏整流电路；（b b）相敏整流电路相敏整流电路非相敏整流电路：电路结构不完全对称，初态时电桥不非相敏整流电路：电路结构不完全对称，初态时电桥不平衡，因而产生静态零偏压，称为平衡，因而产生静态零偏压，称为零点残余电压零点残余电压。相敏整流电路

16、具备以下优点：相敏整流电路具备以下优点：u 过零输出过零输出u 改善线性度改善线性度u 识别极性识别极性 上一页返 回下一页返 回差动变压器是互感式传感器，是把被测量的位移量转换成差动变压器是互感式传感器，是把被测量的位移量转换成传感器线圈间互感量的变化。传感器线圈间互感量的变化。其原理类似于变压器。不同的是：后者为闭合磁路，前者其原理类似于变压器。不同的是：后者为闭合磁路，前者为开磁路；后者初、次级间的互感为常数，前者初、次级间的互为开磁路；后者初、次级间的互感为常数，前者初、次级间的互感随衔铁移动而变，且两个次级绕组按差动方式工作，因此又称感随衔铁移动而变，且两个次级绕组按差动方式工作，因

17、此又称为差动变压器。它与自感式传感器统称为电感式传感器。为差动变压器。它与自感式传感器统称为电感式传感器。u变隙式变隙式u变面积式变面积式 u螺线管式螺线管式一般采用螺线管式，因为气隙式结构复杂，行程小。一般采用螺线管式，因为气隙式结构复杂，行程小。下一页返 回(a)、(b)变隙式差动变压器；(c)、(d)螺线管式差动变压器；(e)、(f)变面积式差动变压器 上一页返 回下一页3.2.1 3.2.1 工作原理工作原理3.2.2 3.2.2 工作特性工作特性3.2.3 3.2.3 测量电路测量电路 上一页返 回下一页-活动衔铁；-导磁外壳；-骨架；-匝数为N1初级绕组；-匝数为N21的次级绕组；

18、-匝数为N22的次级绕组上一页返 回下一页上一页返 回下一页R1和和L1表示初级线圈的电阻和自感表示初级线圈的电阻和自感R21和和R22表示两次级线圈表示两次级线圈 的电阻的电阻L21和和L22表示两次级线圈的自感表示两次级线圈的自感M1和和M2表示初级线圈分别与两次级表示初级线圈分别与两次级线团间的互感线团间的互感e2l和和e22表示在初级电压表示在初级电压u1作用下在作用下在两次线圈上产生的感应电动势两次线圈上产生的感应电动势两次级线圈反向串联，形成差动输出两次级线圈反向串联，形成差动输出电压电压u2。常采用三段式结构形式，即一个初级线圈，两个次级线圈，且常采用三段式结构形式，即一个初级线

19、圈，两个次级线圈，且反向串接形成反向串接形成“差接差接”方式。方式。如图为等效电路图：输入电压通过互感，感应到感应电压如图为等效电路图：输入电压通过互感，感应到感应电压e21和和e22，通过移动衔铁，可以改变其原边、副边之间的互感。，通过移动衔铁，可以改变其原边、副边之间的互感。上一页返 回下一页初级线圈的激磁电流为初级线圈的激磁电流为:1111LjRUI动铁和次级线圈中产生的磁通分别为动铁和次级线圈中产生的磁通分别为:2112211121mmRINRINNl为初级线圈的匝数，次级线圈的匝数为为初级线圈的匝数，次级线圈的匝数为N11N21N2，R21和和R22 分别通道磁阻。此时初级线圈与两次

20、级线圈的互感为：分别通道磁阻。此时初级线圈与两次级线圈的互感为：1112LjRUMj可见，可以通过移动衔铁，改变可见，可以通过移动衔铁，改变M1、M2，从而改变，从而改变U2.上一页返 回下一页结论：结论：u 当动铁处于中间位置时，磁阻当动铁处于中间位置时，磁阻Rm1Rm2，即互感，即互感M1M2，故此时输出，故此时输出 电压电压U20。u 当动铁上移时，磁阻当动铁上移时，磁阻Rm1Rm2，则，则M1=M+MM2=M-M，此时输出电压，此时输出电压U20。u 当动铁下移时，磁阻当动铁下移时，磁阻Rm1Rm2，则，则M1=M-MM2=M+M，此时输出电压，此时输出电压U20。因而差动变压器可以用

21、来测量动铁位移的大小和方向。因而差动变压器可以用来测量动铁位移的大小和方向。输出电压特性输出电压特性灵敏度灵敏度线性度线性度温度特性温度特性零点残余电压消除方法零点残余电压消除方法上一页返 回下一页上一页返 回下一页由图可见：由图可见：完全耦合时完全耦合时：该线圈磁路的磁阻最小，因而互感该线圈磁路的磁阻最小，因而互感M 最最大，感应电动势大，感应电动势e最大，因而其输出电压最大，因而其输出电压达到最大值达到最大值Um。完全不耦合时完全不耦合时：输出电压输出电压Uo，称之为残余电压。，称之为残余电压。x表示动铁与次级线圈实际位移的范围表示动铁与次级线圈实际位移的范围 单个线圈变压器输出电压特性单

22、个线圈变压器输出电压特性上一页返 回下一页结论：结论：相对于次级单个线圈，差动两线圈输出电压线性工作范围相对于次级单个线圈，差动两线圈输出电压线性工作范围大大增加。大大增加。改善差动变压器输出电压特性的方法：改善差动变压器输出电压特性的方法：提高次级两线圈磁路和电路的对称性提高次级两线圈磁路和电路的对称性采用相敏整流电路对输出电压进行处理采用相敏整流电路对输出电压进行处理差动两线圈变压器输出电压特性差动两线圈变压器输出电压特性上一页返 回下一页 理想的差动变压器输出电压与位移成线性关系，但实理想的差动变压器输出电压与位移成线性关系，但实际上由于线圈、铁芯、骨架的结构形状、材质等诸多因素际上由于

23、线圈、铁芯、骨架的结构形状、材质等诸多因素的影响，不可能达到完全对称，使得实际输出电压呈非线的影响，不可能达到完全对称，使得实际输出电压呈非线性状态。但在变压器中间部分磁场是均匀且较强的，因而性状态。但在变压器中间部分磁场是均匀且较强的，因而具有较好的线性段。一般具有较好的线性段。一般x为线圈骨架为线圈骨架1/101/4。改善差动变压器输出电压特性的方法：改善差动变压器输出电压特性的方法：提高次级两线圈磁路和电路的对称性提高次级两线圈磁路和电路的对称性采用相敏整流电路对输出电压进行处理采用相敏整流电路对输出电压进行处理定义定义：差动变压器的灵敏度是指差动变压器在：差动变压器的灵敏度是指差动变压

24、器在单位电压激励下，动铁芯移动单位距离时的输单位电压激励下，动铁芯移动单位距离时的输出电压。单位为出电压。单位为mV/mmV上一页返 回下一页 KE与f关系曲线上一页返 回下一页111222ULjRMjUf 当当f较低时，较低时，L L1 1R传感传感 线圈的平面面积：线圈的平面面积：KrKr不变；不变；涡流平面涡流平面 线圈平面线圈平面:Kr:Kr随被测体平面的减小而下降；随被测体平面的减小而下降；涡流平面只有传感线圈平面面积一半：灵敏度也减小一半。涡流平面只有传感线圈平面面积一半：灵敏度也减小一半。圆柱体：圆柱体的直径圆柱体：圆柱体的直径D D是传感线圈外圈直径是传感线圈外圈直径d d的的

25、3.53.5倍以上，倍以上，KrKr较较稳定；稳定；D Ddd时：时：KrKr降至降至7070左右。左右。平面形：厚度要有平面形：厚度要有0.2mm0.2mm以上，否则以上，否则 由于电涡流穿透作用的影响，由于电涡流穿透作用的影响，将引起将引起KrKr下降。下降。测试现场周围的附加电场或磁场的存在，也导致测试现场周围的附加电场或磁场的存在，也导致KrKr下降。下降。上一页下一页返 回（4 4）非线性）非线性 一船来说，一船来说，灵敏度越高，线性度越差灵敏度越高，线性度越差(仅指未采取补偿措施时仅指未采取补偿措施时)。电涡流传感电涡流传感 器线性工作范围一般为传感线圈外径的器线性工作范围一般为传

26、感线圈外径的 l513 线圈外径越大，线性范围越线圈外径越大，线性范围越 大大。为此，电涡流传感器的线圈通常都采用窄而扁的结构。为此，电涡流传感器的线圈通常都采用窄而扁的结构。谐振法谐振法 正反馈电路法正反馈电路法 电桥法电桥法上一页下一页返 回1 谐振式谐振式上一页下一页返 回 谐振法谐振法是依据电路谐振原理是依据电路谐振原理,实现对电涡流传感器输出实现对电涡流传感器输出信号测量的方法。根据信号测量的方法。根据LC谐振电路的幅值及频率特性谐振电路的幅值及频率特性(Frequency response),又分为调幅法和调频法。又分为调幅法和调频法。上一页下一页返 回（1 1）调幅法）调幅法是以

27、传感线圈与调谐电容组成并联是以传感线圈与调谐电容组成并联LC谐振回路，由石英震荡器提谐振回路，由石英震荡器提供高频激磁电流，测量电路的输出电压正比于供高频激磁电流，测量电路的输出电压正比于LC谐振电路的阻抗谐振电路的阻抗Z，激，激磁电流和谐振阻抗磁电流和谐振阻抗Z越大，输出电压越高。初态时，传感器远离被测体越大，输出电压越高。初态时，传感器远离被测体，调整，调整LC回路谐振频率等于石英晶体振荡器即回路谐振频率等于石英晶体振荡器即 此时此时LCLC并联谐振回路的等效阻抗并联谐振回路的等效阻抗Z Z最大，即最大，即 式中式中RR是谐振回路的等效电阻，式中的是谐振回路的等效电阻，式中的L L即为传感

28、线圈自感即为传感线圈自感L1.L1.在在谐振频率以外，谐振频率以外，LCLC回路的等效阻抗将显著减少，如图。回路的等效阻抗将显著减少，如图。上一页下一页返 回当被测体为软磁材料时，由于导磁率当被测体为软磁材料时，由于导磁率增加，谐振回路的等效电感增加，谐振回路的等效电感L增加，增加，LC回路谐振频率减小，谐振曲线左移，谐振阻抗由初态最大值回路谐振频率减小，谐振曲线左移，谐振阻抗由初态最大值降至降至Z1，对应的谐振频率为，对应的谐振频率为f1。当被测体为硬磁或非硬磁材料时，由于。当被测体为硬磁或非硬磁材料时，由于导磁率导磁率减小，等效电感减小，等效电感L减小，减小，LC回路谐振频率增大，谐振曲线

29、右移回路谐振频率增大，谐振曲线右移，谐振阻抗由初态最大值降至，谐振阻抗由初态最大值降至Z2。对应的谐振频率为。对应的谐振频率为f2。由于并联谐振。由于并联谐振电路输出电压电路输出电压u0=i0Z，因而传感线圈与被测体之间距离，因而传感线圈与被测体之间距离的变化，引起的变化，引起Z的变化，使输出电压跟随变化，从而实现位移量的测量，故称调幅法。的变化，使输出电压跟随变化，从而实现位移量的测量，故称调幅法。0002SlNL上一页下一页返 回（2 2）调频法）调频法 调频法调频法是以是以LC谐振回路的频率作为输出量，直接用谐振回路的频率作为输出量，直接用频率计测量；或通过测量频率计测量；或通过测量LC

30、回路等效电感回路等效电感L，间接测量频，间接测量频率变化量。率变化量。稳定性差，不常用。稳定性差，不常用。2 正反馈电路法正反馈电路法上一页下一页返 回Zr为一固为一固 定的线圈阻抗，定的线圈阻抗，ZL为传感线圈电涡流效应的等效阻抗为传感线圈电涡流效应的等效阻抗工作原理工作原理：变化变化 ZL变化变化运算放大器输出电压变化运算放大器输出电压变化经检波和经检波和放大后使测量电路输出电压放大后使测量电路输出电压uo变化。变化。3 电桥法电桥法上一页下一页返 回静态时：电桥平衡，桥路输出uAB0。工作时：传感器接近被测体，电涡流效应等效电感L发生变化，测量电桥失去平衡，即 uAB 0，经线性放大后送

31、检波器检波后输出直流电压U，其大小正比于传感器线圈的移动量，以实现对位移量的测量。L1和L2为传感器两线圈电感，分别与选频电容C1和C2并联组成两桥臂，电阻R1和R2组成另外两桥臂。上一页下一页返 回 当传感线圈激磁频率在当传感线圈激磁频率在1KHz以下时，电涡以下时，电涡流的趋肤效应大大减弱，穿透能力大大加强，由流的趋肤效应大大减弱，穿透能力大大加强，由式（式（325）可知，此时可用来检测金属板厚度）可知，此时可用来检测金属板厚度，故称之为，故称之为低频透射式电涡流传感器。低频透射式电涡流传感器。fhr0 透射式涡流传感器原理 线圈感应电势与厚度关系曲线测厚的依据测厚的依据:E的大小间接反映

32、了M的厚度t上一页下一页返 回发射线圈发射线圈接收线圈接收线圈因为因为M的厚度可影响到达的厚度可影响到达L2的磁通的大小。的磁通的大小。t2 22 2当选用不同的测试频率时，渗透深度Q渗的值是不同的，从而使Et曲线的形状发生变化。在t较小的情况下，Q大曲线的斜率大于Q小曲线的斜率；而在t较大的情况下，Q小曲线的斜率大于Q大曲线的斜率。测量薄板时应选较高的频率，测量厚材时应选较低的频率。上一页下一页返 回3.4.1 3.4.1 自感式传感器的应用自感式传感器的应用 3.4.2 3.4.2 差动变压器的应用差动变压器的应用3.4.3 3.4.3 电涡流传感器的应用电涡流传感器的应用上一页返 回下一

33、页1.1.自感式位移传感器自感式位移传感器 2.2.自感式压力传感器自感式压力传感器上一页返 回下一页1 传感器引线 2 铁心套筒 3 磁芯 4 电 感 线 圈 5 弹 簧 6 防转件 7 滚 珠 导 轨 8 测 杆 9 密封件 10玛瑙测端 上一页返 回下一页变隙式自感压力传感器结构图变隙差动式电感压力传感器上一页返 回1.力和力矩的测量力和力矩的测量2.微小位移的测量微小位移的测量3.压力测量压力测量4.加速度传感器加速度传感器上一页返 回下一页1线圈2衔铁3弹性元件：承受轴受力时应力分布均匀；当长径比较小时，受横向偏心的分力的影响较小。上一页返 回下一页1测端2防尘罩3轴套4圆片簧5测杆

34、6磁筒7磁芯8线圈9弹簧10导线上一页返 回下一页 微压力传感器 1-接头；2-膜盒；3-底座；4-线路板；5-差动变压器线圈；6-衔铁；7-罩壳；8-插头；9-通孔传感器与弹性敏感元件（膜片、膜盒和弹簧管等）相结合，可以组成开环压力传感器和闭环力平衡式压力计 上一页返 回下一页1 悬臂梁；2 差动变压器 上一页返 回x,x被 测 参 数变 换 量特 征位移、厚度、振动 （1）非接触测量，连续测量 （2）受剩磁的影响。表面温度、电解质浓度材质判别、速度（温度）（1）非接触测量，连续测量；（2）对温度变化进行补偿应力、硬度 （1）非接触测量，连续测量；（2）受剩磁和材质影响探伤 可以定量测量上一

35、页下一页返 回(a)汽轮机主轴的轴向位移测量示意图(b)磨床换向阀、先导阀的位移测量示意图(c)金属试件的热膨胀系数测量示意图 上一页下一页返 回(a)汽轮机和空气压缩机常用的监控主轴的径向振动的示意图(b)测量发动机涡轮叶片的振幅的示意图(c)通常使用数个传感器探头并排地安置在轴附近上一页下一页返 回电涡流式厚度计的测量原理图 上一页下一页返 回60nfN f频率值(Hz)；n旋转体的槽(齿)数；N被测轴的转速(rmin)。上一页下一页返 回l可以用来检查金属的表面裂纹、热处理裂纹以可以用来检查金属的表面裂纹、热处理裂纹以及用于焊接部位的探伤等。及用于焊接部位的探伤等。l综合参数综合参数(x

36、,)的变化将引起传感器参数的的变化将引起传感器参数的变化，通过测量传感器参数的变化即可达到探变化，通过测量传感器参数的变化即可达到探伤的目的。伤的目的。l在探伤时导体与线圈之间是有着相对运动速度在探伤时导体与线圈之间是有着相对运动速度的，在测量线圈上就会产生调制频率信号的，在测量线圈上就会产生调制频率信号 上一页下一页返 回a)比较浅的裂缝信号比较浅的裂缝信号 b)经过幅值甄别后的信号经过幅值甄别后的信号 在探伤时，重要的是缺陷信号和干扰信号比。在探伤时，重要的是缺陷信号和干扰信号比。为了获得需要的频率而采用滤波器，使某一频率的信号通过，为了获得需要的频率而采用滤波器，使某一频率的信号通过，而将干扰频率信号衰减。而将干扰频率信号衰减。上一页返 回用涡流探伤时的测量信号用涡流探伤时的测量信号