电涡流位移传感器原理

来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/06/07 15:57:12
电涡流位移传感器原理
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电涡流位移传感器原理
电涡流位移传感器原理

电涡流位移传感器原理
探头、(延伸电缆)、前置器以及被测体构成基本工作系统.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.
如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近,则这一磁场能量会全部损失；当有被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,电磁学上称之为电涡流.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,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.

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