电涡流传感器温漂的综合补偿

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1、支撑技术SupportingTechnology电涡流传感器温漂的综合补偿杜保强1，叶会英2(1.河南职业技术学院;2.郑州大学信息工程学院,郑州450046)摘要：在介绍电涡流传感器基本原理的基础上，分析了温度漂移产生的主要因素，并提出了一种温漂补偿的新方法，即利用负反馈组成闭环系统实现对温度漂移的综合补偿。实际测试结果表明，温漂综合补偿精度可达0.41%，明显优于一般方法的补偿精度。关键词：电涡流；温度漂移；负反馈；综合补偿；精度中图分类号：TM401文献标识码：A文章编号：1003-353X(2004)10-0050-03Compositiv

2、eCompensationofTemperatureDriftforEddyCurrentSensorDUBao-qiang1，YEHui-ying2(1.HenanVocationandTechnicalCollege;2.SchoolofInformationEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450046,China)Abstract:Thebasicprincipleofeddycurrentsensorisintroduced,theprimaryreasonoftemperaturedrif

3、tisanalyzed,andasortofnewmethodoftemperaturedriftcompensationisbroughtforward.Itcompletedcompositecompensationoftemperaturedrift,closedsystemcomposedbyminusfeedback.Theprecisionofcompositecompensationisshowedtobe0.41%byexperimentresult,beingsuperiortothatofcommonmethodineviden

4、ce.Keywords:eddycurrent;temperaturedrift;compositecompensation;minusfeedback;precision1引言时，金属体内部都要产生感应电动势，形成电流，这种电流在金属体内是自己闭合的，称为电涡流。电涡流传感器以其灵敏度高、动态响应快和测电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而使量的非接触性等优点，常用来检测机械位移、振幅产生磁场的线圈阻抗发生变化，电涡流传感器就是以及材料的物理参数等，但电涡流传感器容易受到基于这种电涡流效应的。如图1所示，当线圈中通温度的影响，特别是高温区存在

5、着严重的测量误以交变的电流时，线圈周围就会产生交变的磁场差，使其应用受到很大的限制，而且受温度影响的H，置于磁场中的金属体内产生感应电动势，形成因素几乎包括传感器系统的所有部件和材料。采用传统的单一参数温度补偿，只能满足一般的要求。H1若要精确测量，很难达到理想的效果。本文综合分线圈析了产生温度漂移的主要因素，采用负反馈组成闭环系统，实现了对温度误差的综合补偿，取得了良H2x好的效果。金属导体2工作原理金属块置于变化着的磁场中或者在磁场中运动图1电涡流作用原理50半导体技术第29卷第10期二OO四年十月支撑技术SupportingTechnolog

6、y电涡流，这个电涡流必然引起线圈阻抗的变化，线目的是通过减小线圈的交流电阻R，来减小温度ac圈阻抗的大小与被测体材料的电阻率r、磁导率对线圈阻抗的影响；m、尺寸因子r、励磁频率f以及线圈与被测金属②优化传感器的关联参数[2]，例如线圈在高频体的距离x等有关，线圈阻抗Z可用如下函数表示激励状态下，当温度增加时，与集肤效应有关的交Z=F(r,m,r,f,x)（1）流电阻值将增加，而与电流密度分布变化有关的等如果固定上式中的某些参数不变，而只改变其效交流电阻值将减小，两者变化方向相反，若关联中的一个参数，那么，阻抗就成为这个参数的单值参数选择恰当，就可能

7、达到温漂自动补偿的目的；函数，因此，电涡流传感器是载流线圈与被测金属③传感器采用差动形式[3]，利用对称的传感器体的统一体，可用于多种物理量的测量。结构，差动输出相互补偿，从而提高对温漂的抑制可以证明，线圈受到导体影响之后的等效阻抗能力。为以上的温漂补偿措施实验证明是有效的，但影响温漂的因素是多方面的，几乎涉及传感器系统的22é22ùωMωMZ=R+R+jwL-L所有部件和参数，采用单一参数的补偿，只能满足12R2+(ωL)2ê12R2+(ωL)2ú22ë22û一般的要求。若要精确测量，进一步提高系统的稳（2）定性和抑制温漂的能力，可采用综合补偿。

8、所谓综式中，R为传感器线圈的电阻；L为传感器线圈合补偿，就是不单单只考虑某一参数，而是把检测11的电感；R为被测导体的等效