电涡流传感器ppt课件.ppt

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1、Sensor&DetectingTechnology主要内容3.1自感式传感器3.2差动变压器3.3电涡流式传感器3.4电容传感器第三章变电抗式传感器原理与应用3.4电涡流式传感器根据法拉第电磁感应定律，当导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时，导体内引起感应电流，此电流在导体内闭合，称为涡流。3.3电涡流式传感器3.3.1电涡流式传感器的工作原理3.3.2电涡流式传感器的类型3.3.3电涡流式传感器的应用3.4电涡流式传感器3.3电涡流式传感器3.3.1电涡流式传感器工作原理激励线圈被测金属体1.工作原理线圈中通以正弦信号is正弦交变磁场H金属导体内就会产生涡流涡流产生

2、电磁场反作用于线圈，改变了阻抗3.3.1电涡流式传感器工作原理2.等效电路基尔霍夫定律得电压平衡方程：当电涡流线圈与金属板的距离x减小时，电涡流线圈的等效电感L减小，等效电阻R增大。感抗XL的变化比R的变化大得多，流过电涡流线圈的电流i1增大。3.3.1电涡流式传感器的工作原理3.3.2电涡流式传感器的类型3.3.3电涡流式传感器的应用3.4电涡流式传感器3.3电涡流式传感器3.4电涡流式传感器电流以较高的频率在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。趋肤效应又叫集肤效应表皮效应，当交变电流通过导体时，电流将趋于导体表面流过，这种现象叫趋肤效应

3、。磁场变化频率愈高，涡流的趋肤效应愈显著，即涡流穿透深度愈小。3.3.2电涡流式传感器的类型3.4电涡流式传感器涡流穿透深度h可表示ρ—导体电阻率(Ω·cm)；μr—导体相对磁导率；f—交变磁场频率(Hz)。涡流穿透深度h和激励电流频率f有关，所以涡流传感器根据激励频率：高频反射式或低频透射式两类。目前高频反射式电涡流传感器应用广泛。3.3.2电涡流式传感器的类型3.5.2结构类型高频反射式3.3.2电涡流式传感器的类型1.线圈2.框架3.框架衬套4.支架5.电缆6.插头采用高频激励，影响性能的因素有：线圈的结构尺寸、材料；框架的材料；所用电缆和插头；被测导体的电导率、

4、磁导率、大小、形状、厚度等。线圈外径大，线性范围就大，但灵敏度低；线圈内径和厚度的变化影响较小；3.3.2电涡流式传感器的类型被测体的电导率高，灵敏度也高。磁导率相反，且磁性体比非磁性体的灵敏度低。被测体表面镀层性质和厚度不均匀将影响测量精度。被测体的大小和形状的影响：平面被测体的直径不应小于线圈直径的1.8倍；圆柱被测体直径不应小于线圈直径的3.5倍。被测体厚度一般要大于0.2mm才不影响测量结果。发射线圈L1接收线圈L2被测材料ML1磁力线必然切割M，并在M中产生涡流i涡流损耗部分磁场能量，使到达L2的磁力线减少，磁感应电势E下降。测厚的依据:E的大小间接反映了M的

5、厚度t透射式涡流传感器原理2.低频透射式3.3.2电涡流式传感器的类型3.4.2低频透射式电涡流传感器线圈感应电势与厚度关系曲线厚度涡流渗透深度被测材料电阻率交变电磁场的频率接收线圈的电势随被测材料厚度的增大而按负指数幂的规律减小。当选用不同的测试频率时，渗透深度Q渗的值是不同的，从而使E—t曲线的形状发生变化。(f3>f2>f1)在t较小的情况下，Q小曲线的斜率大于Q大曲线的斜率；而在t较大的情况下，Q大曲线的斜率大于Q小曲线的斜率。测量薄板时应选较高的频率，测量厚材时应选较低的频率。3.3.1电涡流式传感器的工作原理3.3.2电涡流式传感器的类型3.3.3电涡流式传

6、感器的应用3.4电涡流式传感器3.3电涡流式传感器3.4电涡流式传感器3.4电涡流式传感器3.3电涡流式传感器3.4电涡流式传感器3.3.1电涡流式传感器的工作原理（掌握）3.3.2电涡流式传感器的类型（理解）3.3.3电涡流式传感器的应用（了解）