电涡流位移测量系统相关

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1、图4-7OD9000系列电涡流位移传悠器电涡流位移传感器:选用上海欧丹仪器电子冇限公司工产的OD9000系列电涡流位移传感器，如图4・7所示.其输出特性如图4-8所示，主要技术参数如下：型号：OD900500分辨力：0.5um坏境温度：25t试件材料:45*钢秋程范围:0.50〜1.50mm起始间隙：0.50mm供电电源：+24VDC校正标准：存分农诡程中点：1.00mmIE线性度:0.06%标准杲敏度：5V/mm杲敏度谋罡：0.10%电涡流位移传感器的工作原理：探头.（延伸电缆）、前置器以及被测体构成基本工作系统。前置

2、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冇效范I科内没冇金属材料冰近，则这一磁场能吊会全部损失：当行被测金属体靠近这一磁场，则在此金属农而产生感应电流，电磁学I:称Z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,使头部线圈髙频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗）,这种变化与涡流效应、金属磁导率、电导率和儿何形状，以及传感线圈儿何参数、电流强度和频率有关，此外还与金属导体和传感线圈Z间的距离旳关。当金属足均质的和各向同性的

3、，则传感线圈特征阻抗可表示为：式中U和0是金属导体的磁导率和电导率,r和N是传感线圈的半径和匝数•I和3分别足激励电流的强度和频率.X为金属导体和传感线圈Z间的距离•卄控制U、O.r.N.k3恒定不变,则传感线圈的特征阻抗只是距离的单值函数Z=Z（x）.虽然它整个臥数足一非线性的，K幣数特征为“S”熨曲线，但町以选取它近似为线性的一段.F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U的人小随探头到被测体衣而Z间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一廉

4、理实现对金属物体的位移、振动等参数的测駅・图3-3电涡流位移传感器测距廉理其工作过程是:当被测金属与探头之间的距离发生变化时,探头中线圈的Q值也发生变化.Q值的变化引起振荡电压幅度的变化.而这个随距离变化的振荡电压经过检波.滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压（电流）变化.最终完成机械位移（间隙）转换成电压（电流）•由上所述，电涡流传感器工作系统中被测体町看作传感器系统的一'已即一个电涡流位移传感器的性能9被测体仃关冋•测量系统原理:本测试系统为在线实时测応，故在温度和位移応的测ht过程中均采用了非接触测応传感器。红外

5、温度传感器和电涡流位移传感器分别将温度和位移肚转化为电让，然后经信号调理电路转换为0〜5V标准电压，送至数据采集卡。这里红外温度传感器接采集卡的0通道，测吊电上轴热伸长的电涡流位移传感器接采集卡1通道，测量电上轴径向X、Y方向振动的电涡流传感器分别接采集匸•的2、3通道。采集卡将温度和位移的电信号转换为计算机可以识别的二进制数，经USB传送到计傑机，由计算机进行数据和图形的显示.保存和打卬等处理。测试系统构成图如图5-1所示：图5-1高速电主轴轴向热伸氏及径向振动测试系统构成图三、技术参数供电范围1、+18Vdc〜+30

6、Vdc（输岀信号：4〜20nA；1〜5V）1〜10V）2、-24Vdc（-2〜-18V）注：不同的输岀方式，供电不同洌量量程动态测量（轴振动位移量）：0-800uro；静态测量（轴向位移）$0〜16irtn输岀信号4〜20nA、1〜5V、1〜10V、-2〜-18V（可选）分辨力0.OOlmm线性误差量程：＜12im误差＜1%；量程〉13mmi吴差＜1.5%输岀方式三线制（电源.信号输岀、公共端）输岀负载电压输岀：输出阻抗＜510；电流输岀：负载电阻＜500。频率响应0〜5KHz(0.5dB)功耗COM（不包括变送输岀的电

7、流）系统温漂0.1%/T适用温度氾围前置器-301C〜+701C;探头-401C〜+1501C;电缆〜M501C电缆总长5m或9m延伸电缆长度4m、4.5m、8m、8.5m探头电缆长度lm、0.5m