1、第四章第四章 电涡式传感器电涡式传感器传感器技术主讲教师：应捷主讲教师：应捷办公室：光电学院办公室：光电学院309309Email:Email:2主要内容电涡流式传感器的工作原理电涡流式传感器的工作原理电涡流的形成范围电涡流的形成范围测量电路测量电路电涡流式传感器的应用电涡流式传感器的应用3第一节 电涡流式传感器一.工作原理：电涡流效应及其等效电路电涡流效应：电涡流效应：金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中旋涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。形成涡流形成涡流的条件的条件存在存在交变磁场交变磁场导电体导电体处于交处于交变磁场中变磁场中4电涡流效应等效电路)
2、,(xfZ 线圈系统金属导体501222221111IMjILjIRUIMjILjIRZULLRMLjRLRMRUI22222221222222211LjRZ)(222222221LRMRRR)(222222221LRMLLL间距间距x x减小时，减小时，R R增大，增大，L L减小减小等效电感等效电阻电涡流传感器工作原理6第二节、电涡流的形成范围1.1.电涡流随间距x增大而减小15.005.0osrxx/rx/rososj j2 2/j/j1 17j0是r=r0s处的最大电涡流密度距离距离x x一定时，电涡流密度是半径一定时，电涡流密度是半径r r的函数。的函数。2.2.径向形成范围径向形成
3、范围:二、电涡流形成的范围83.3.轴向贯穿深度轴向贯穿深度htoxejjfhrot二、电涡流形成的范围9第五节.测量电路两个传感器线圈ZCLZCLZ/,/221101221uRZRZ电桥输出平衡时：当被测体靠近线圈时，0,uxfZ测量时电桥失衡，经放大输出。L1与L2差接1.1.电桥电路（用于差动式电涡流传感器）电桥电路（用于差动式电涡流传感器）102谐振法谐振频率LCfo21谐振阻抗LCLjZo21ZZZfffLLLoooo时，当将线圈电感与固定电容并联成谐振电路。将线圈电感与固定电容并联成谐振电路。11无被测体时，谐振状态 LCfo21接近被测体时，由L而失谐，振幅下降 oU，曲线向左右
4、移动。(a)(a)若磁性材料，曲线左移若磁性材料，曲线左移LcLLfo21(b)(b)若非线性材料，曲线右移若非线性材料，曲线右移LcLLfo212谐振法（1 1）调幅法）调幅法12（2 2）调频法）调频法ufcLLfLx 频率电压转换频率计0021调幅法的输出电压调幅法的输出电压与x成正比。2谐振法13第七节、电涡流式传感器的应用电涡流传感器具有结构简单，可实现非接触测量，电涡流传感器具有结构简单，可实现非接触测量，灵敏度较高等优点，广泛用于位移、振动、转速、灵敏度较高等优点，广泛用于位移、振动、转速、厚度、表面不平度等物理量的检测。厚度、表面不平度等物理量的检测。P59P59 1、线性范围
5、：00.5-040（mm)2、线性误差：0.6%3.0%3、探头外径：663（mm)14P59板厚dD(x1+x2);板厚不变时，(x1+x2)为常值；板厚改变时，(x1+x2)所反映的输出电压变化。举例：1、测厚度15电涡流测厚仪A、测量范围：、测量范围：0-1000/3000umB、测量精度：、测量精度：1%-3%C、分辨率：、分辨率：0.1um/1um16液位监控系统液位监控系统 通过浮子3与杠杆带动涡流板1上下位移，由电涡流式传感器2发出信号控制电动泵的开启而使液位保持一定而使液位保持一定 举例：2、测液位举例：3、偏心和振动探测17举例：4、大直径电涡流探雷器18举例：5、电涡流齿轮转速测量19第四章第四章 电涡式传感器电涡式传感器
