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涡流式位移传感器
发布时间: 2015-11-13 来源:未知 点击次数:

 涡流式位移传感器是非接触式传感器。它具有测量动态范围大,结构简单不受介质影响抗干扰能力强等特点。

图2-10所示为电涡流传感器的原理。传感器以通有高频交流电流的线圈为主要测量 元件。当载流线圈靠近被测导体试件表面时,穿过导体的磁通量随时间变化,在导体表而感应出电涡流。电涡流产生的磁通量又穿过线圈,因此线圈与涡流相当于两个具有互感的线圈。互感的大小和线圈与导体表向的间隙有关,等效电路如图2-10(b)所示。R、L为 传感器线圈的电阻与自感,Re、Le为涡流的电阻和电感。当电流频ω很高时,ωLe》Re。

传感器线圈的等效阻抗可简化为

传感器线圈的等效阻抗简化

 

 

电涡流传感器的原理.png

 

  式中,为耦合系数,M为互感系数。由于互感 L 和传感器线圈与导体试件表而的距离 d 有关,因此耦合系数点也随 d 而变化。在测量线圈上并联一个电容 C,构成 L-C-R 振荡回路,其谐振频率为

 

谐振率

  由此可见,传感器等效阻抗 Z、谐振频率 f 和耦合系数 k 有关,也就是与间隙系数有关。

  在谐振回路之前引进一个分压电阻Re,令 Re»|Z| ,则输出电压信号为

 

输出电压信号

 

  当 R确定时,输出电压仅取决于振动回路的阻抗。

  电涡流传感器的特点是:结构简单,灵敏度高,线性度好,频率范围为0〜10kHz, 抗干扰性强。因此被广泛应用于不接触式振动位移测量。