列举电涡流式传感器的应用场合
列举电涡流式传感器的应用场合
电涡流式传感器是一种利用涡流效应测量物体表面缺陷、硬度、形态等特性的传感器。电涡流式传感器应用广泛，以下是其主要应用场合：
1. 金属表面缺陷检测
电涡流式传感器可以检测金属表面的缺陷，如裂纹、孔洞、毛刺等。应用于机械制造、汽车、航空航天等行业的产品质量检测及生产过程控制中。
2. 金属硬度检测
电涡流式传感器可以检测金属的硬度，主要应用于金属材料的硬度检测和分析。
3. 金属零件尺寸检测
电涡流式传感器可以测量金属零件的尺寸和形状，可以应用于測量有突起和凹陷的零件。
4. 金属疲劳损伤检测
5. 电动机缺陷检测
电涡流式传感器可以检测电动机转子上绝缘缺陷，例如裂痕、孔洞等，用于电动机的
生产质量控制。
6. 地下管道检测
电涡流式传感器可以检测地下管道中的缝隙、裂缝和铸造缺陷，用于管道安全控制和
维护。
总之，电涡流式传感器是一种非常实用的传感器，应用范围广泛，被广泛应用于金属
制造、物流、车辆、电子、电力等各个领域。
涡流的应用
涡流的应用 一、引言 涡流，它在我们日常生活中经常碰到。既有好的方面，也有坏的方面。现实中涡流的应用越来越广泛，现在就让我们认真的了解涡流在现实中的一些应用。 二、涡流的产生 当线圈中的电流随时间的变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以据麦克斯韦电磁理论可知，闭合导体周围会产生变化的磁场，变化磁场周围也会产生变化的电场,载流子在电场中形成涡流电流。 三、涡流的应用 （一）涡流在电磁炉中的应用 电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。由高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。它采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。 当一个回路线圈通以电流时，其效果相当于磁铁棒。因此线圈面有磁场N－S极的产生，亦即有磁通量穿越。若所使用的电源为交流电，线圈的磁极和穿越回路面的磁通量都会产生变化。当有一导磁性金属面放置于回路线圈上方时，此时金属面就会感应电流（即涡流），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能。涡流现象在电磁炉中的应用，使得电磁炉成为现代生活中应用于加热的主要工具之一，电磁炉的使用给人们也带来巨大的便利。 （二）涡流感应发热 涡流热效应：让大块导体处在变化的磁场中，或者相对于磁场运动时，在导体内部也会产生感应电流。这些感应电流在大块导体内的电流流线呈闭合的旋涡状，被称为涡电流或涡流（eddycurrent）。由于大块金属的电阻很小，因此涡流可达到非常大的强度。利用高频率变化的电磁场在大块导体中产生的涡流热，可以用来冶炼金属，俗称高频感应炉。 在感应炉中，有产生高频电流的大功率电源和产生交变磁场的线圈，线圈的中间放置一个耐火材料（例如陶瓷）制成的坩埚，用来放有待熔化的金属。涡流感应加热的应用很广
电涡流传感器的原理以及实际应用和安装
电涡流传感器的原理以及实际应用和安装 一、概述 我公司#1、#2小汽轮机TSI（汽轮机监视系统）使用美国本特立.内华达公司生产的3500 电涡流传感器系统，本系统为我公司#1、#2小机TSI系统提供准确可靠的监测数据。 在#1、#2小机TSI系统中主要使用了本特立.内华达公司的3500 XL 8 mm 电涡流传感器，这种电涡流传感器提供最大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil 的输出。它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向位移、转速和相位的测量。 二、工作原理 电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，我公司主要使用高频反射式电涡流传感器，下面将对其工作原理作以阐述： 电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的，但又完全不同于电磁感应，并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。电涡流的形成：现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的，此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成，因而形成了许多闭合的回路。当给线圈通入交变的电流时，由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的，所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。在此电动势的作用下，形成了许多旋涡形的电流，这种电流就称为电涡流。电涡流传感器的工作原理如下图所示：
当线圈中通过高频电流i时，线圈周围产生高频磁场，该磁场作用于金属体，但由于趋肤效应，不能透过具有一定厚度的金属体，而仅作用于金属表面的薄层内。在交变磁场的作用下金属表面产生了感应电流Ie，即为涡流。感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上，其方向与线圈原磁场方向相反。这两个磁场相互叠加，就改变了原来线圈的阻抗Z，Z的变化仅与金属导体的电阻率ρ、导磁率u、激励电磁强度i、频率f、线圈的几何形状r以及线圈与金属导体之间的距离有关。线圈的阻抗可以用如下的函数式表示：Z=F(ρ、u、i、f、d）。当被测对象的材料一定时，ρ、u为常数，仪表中的i、f、d也为定值，于是Z就成为距离d的单值函数。 三、实际应用 电涡流传感器以其测量线性范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强，不受油污等介质的影响，特别是非接触测量等优点，而得到了广泛的应用。在火电厂中主要应用在以下几个监测项目： 1、转子转速：在机组运行期间，连续监视转子的转速，当转速高于给定值时 发出报警信号或停机信号。其工作原理：根据电涡流传感器的工作原理可知，趋近式电涡流探头和运行的转子齿轮之间会产生一个周期性变化的脉冲量，测出这个周期性变化的脉冲量，即可实现对转子转速的监测。
实验三电涡流传感器
课程 传感器原理及应用 学号 姓名 成绩 实验名称 实验三 被测体材质对电涡流传感器特性影响 一、实验目的： 了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。 二、基本原理： 电涡流式传感器如图1。线圈L 1通以交变电流I 1，线圈周围产生交变磁场H 1，当靠近金属导体时，便在金属导体电涡流I 2，涡流I 2也产生交变磁场H 2，H 2与原磁场H 1方向相反，力图削弱原磁场，从而导致线圈电感量、阻抗和品质因数发生变化。这些参数变化与导体形状、电导率、磁导率、线圈几何参数、电源频率、以及线圈与被测导体间的距离有关，改变某个参量就构成测量该参数的传感器。被测导体上的涡流等效成短路环电流，这样线圈与被测导体便等效为相互耦合的两个线圈。 如图2。根据基尔霍夫定律得：???=-+=-+01222 21 21111I M j I L j I R U I M j I L j I R ωωωω式中R 1、L 1为线圈的等效 电阻和电感；R 2、L 2为涡流回路的等效电阻和电感；M 为线圈和导体间的互感。解得： 图1 电涡流传感器原理图 图2 电涡流传感器等效电路图 ]) ([)(2 22222 21222222211 1 L L R M L j R L R M R U I ωωωωω+-+++= ；2 222121222) (L R I MR j I L M I ωωω++= 。线圈通受金属导体影响的阻抗：])([)(222 222212222222111 L L R M L j R L R M R I U Z ωωωωω+-+++== 线圈等效电感2 22222 21)(L L R M L L ωω+-=，品质因数2 2 22 2222222 21)())((R L R M R L L R M L R L Q ωωωωωω+++-== ～
电涡流式传感器
电涡流式传感器 电涡流传感器是一种能将机械位移，振幅和转速等参量转换成电信号输出的非电量电测装置。它由探头，变换器，连接电缆及被测导体组成，是实现非接触测量的理想工具。其最大特点就是结构简单，可以实现非接触测量，具有灵敏度高、抗干扰能力强、频率响应宽、体积小等特点，因此在工业测量领域得到了越来越广泛的应用。 一、基本工作原理 当金属导体置于变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流就像水中的漩涡那样，在导体内部形成闭合回路，我们通常称之为电涡流，称这种现象为涡流效应。电涡流传感器就是在涡流效应的基础上建立起来的。 电涡流传感器的基本原理如图1所示。一个通有交变电流1I 的传感线圈，由于电流的周期性变化，在线圈周围就产生了一个交变磁场1H 。如被测导体置于 该磁场范围之内，被测导体便产生涡流2I ，电涡流也将产生一个新的磁场2H ， 2H 和1H 方向相反，由于磁场2H 的反作用使通电线圈的等效阻抗发生变化。 当金属导体靠近线圈时，金属导体产生涡流的大小与金属导体的电阻率ρ、磁导率μ、厚度t 、线圈与金属导体间的距离s 以及线圈激励电流的大小和角频率ω等参数有关。如固定其中某些参数，就能按涡流的大小测量出另外一些参数。为了简化问题，我们把金属导体理解为一个短路线圈，并用2R 表示这个短路线 图2 等效电路 U 图1 电涡流式传感器基本原理示意图 1—传感线圈；2—金属导体 2
圈的电阻；用2L 表示它的电感；用M 表示它与空心线圈之间的互感；再假设电涡流空心线圈的电阻与电感分别为1R 和1L ，就可画出如图2所示的等效电路。 经推导电涡流线圈受被测金属导体影响后的等效阻抗为 L j R L L R M L j L R M R R I U Z ωωωωωωω+=???? ??+-+??? ? ??++==22222222122222222111 式中 R —电涡流线圈工作时的等效电阻； L —电涡流线圈工作时的等效电感。 由上式可知，等效电阻、等效电感都是此系统互感系数平方的函数。因此，只有当测距范围较小时才能保证一定的线性度。凡是能引起涡流变化的非电量，例如金属的电导率、磁导率、几何形状、线圈与导体间的距离等，均可通过测量线圈的等效电阻、等效电感、等效阻抗来获得，这就是电涡流式传感器的工作原理。 二、电涡流传感器的应用领域 电涡流传感器主要应用在以下领域。 1、位移测量 电涡流传感器可用来测量各种形状金属导体试件的位移量。如汽轮机主轴的轴向位移、磨床换向阀及先导阀的轴位移和金属试件的热膨胀系数、铁轨的横向位移等。 2、振幅测量 电涡流式传感器可以无接触地测量旋转轴的径向振动，也可以测量汽轮机涡轮叶片的振幅。有时为了解轴的振动形状，可用数个电涡流传感器并排地安置在附近车辆。 3、转速测量 在旋转体上开一条或数条槽做成齿状，旁边安装一个电涡流式传感器，当转轴转动时，传感器周期地改变着与转轴之间的距离，于是它的输出也周期性的发生变化。此输出信号经放大、变换后，可以用频率计测出其变化频率，从而测出转轴的转速，若转轴上开z 个槽，频率计读数为f （单位为Hz ），则转轴的转速n （单位为r/min ）的数值为z f n 60= 。 4、电涡流探伤
电涡流传感器的应用
电涡流传感器的应用 电涡流传感器在汽轮机轴系监测中的应用 1 电涡流传感器检测原理及系统组成 当线圈有高频电流通过时，线圈附近的金属体就会产生涡流，涡流的磁场反作用在线圈上，可改变其电感。若线圈外形尺寸及激励电流固定，则电感只与距离有关。电涡流传感器、前置器和监测卡组成一个完整的测量回路，监测卡向前置器提供24V 供电电源，并接收前置器输出的检测电压（-2～-20V ）。在监测卡中，可设置报警和保护定值，还可输出标准电流信号，送至DCS 系统进行显示。目前，在火力发电厂中大量应用BENTLY公司3500 系统和EPRO 公司MMS6000 系统，其检测原理相同，传感器特性相近，只是在软件功能上有所差异。电涡流传感器线圈直径8～25mm 不等，传感器线圈直径越大，灵敏度越低，测量范围也越大。 2 电涡流传感器安装注意事项 涡流传感器具有非接触、线性度好、精确度高等特点，在电厂主要用来测量汽轮机轴系位移和振动相关参数，包括轴向位移、差胀、轴相对振动、零转速和键相等。电涡流传感器在出厂前均已进行校验但在安装前，应重新校验，以确保传感器功能正常。在初次安装或机组大修后重新安装时,需对其进行校验，并注意一些安装细节。 2.1 传感器安装间隙 电涡流传感器线性度好,万用表测量的安装间隙电压即可准确反映间隙大小,无需塞规测量物理间隙。轴相对振动的测量利用了电涡流传感器的动态频率响应和幅值响应特性，通过输出电压中交流电压分量的幅值来检测相对振动。因此，对传感器和被测面的安装间隙无严格要求，只要求传感器工作在线性区。一般使用8 mm 电涡流传感器，其线性区间在-2～-18V 左右，安装间隙电压在-10～-11V 。在测量键相和零转速时，当键相凹槽或测速齿经过传感器检测面，传感器输出电压仅变化一次，输出电压的频率与转速成正比。因此，安装时也只需保证传感器在线性区工作即可。以8 mm 电涡流传感器为例，一般安装间隙定在 1.5 mm 左右。电涡流传感器测量轴向位移利用了传感器的静态特性，通过输出电压的变化检测实际位移量，输出电压与位移有一一对应关系。因此，必须根据实际情况合理确定“零位”，算出安装间隙，再进行安装。 2.2 延伸电缆的使用 延伸电缆连接电涡流传感器和前置器，传递电涡流传感器的测量信号。在电厂新建机组调试时，曾发现安装单位因不了解热缩套管的作用，安装电涡流传感器后，未使用热缩套管保护延伸电缆的镀金接头，以致测量信号一直存在毛刺。经检查，为镀金接头与外保护套管的金属内壳接触。由于镀金接头本身和前置器的COM 端相通，造成镀金接头接地，对测量信号造成干扰。因此，在电涡流传感器接线盒安装定位后，应使用热缩套管保护延伸电缆的镀金接头，避免镀金接头接地。如果传感器安装在有轴封蒸汽等轴承附近，还应注意延伸电缆应尽量远离高温或者有高温蒸汽的地方，以免损坏。 涡流传感器非接触测量数据处理测距系统 电涡流传感器是基于涡流效应的新型传感器。电涡流传感器采用的是感应电涡流原理，当带有高频电流的线圈靠近被测金属时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测景被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。 电涡流传感器能通过电路可将被测金属相对于传感器探头之阔距离的变化转化为电压或电流变化。准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在旋转机械和振动研究分析测量中，对非接触的高精度振动信号、位移信号，能连续准确地采
电涡流式位移传感器实验报告
电涡流式位移传感器实验报告前言 位移传感器是一种用于测量目标物体位置变化的装置。在各个领域中都有广泛的应用，比如工业自动化、机械制造以及医疗设备等。本实验将研究一种常见的位移传感器——电涡流式位移传感器，并通过实验测试其性能和准确性。 一、实验原理 电涡流位移传感器是一种非接触式传感器，通过检测金属目标物体上产生的电涡流来测量目标物体的位移。当一个金属目标物体靠近传感器时，传感器中的线圈会产生交变磁场。这个交变磁场会引起目标物体上的电流变化，从而产生一个反向的磁场与传感器磁场相互作用。通过检测目标物体上的电流变化来测量目标物体的位移。传感器输出的电压信号与目标物体的位置成正比。 二、实验准备 1. 装置：电涡流位移传感器、目标物体、信号发生器、示波器。 2. 连接：将信号发生器和示波器连接到电涡流位移传感器上。 三、实验步骤 1. 将目标物体放置在电涡流位移传感器的感应范围内。 2. 设置信号发生器的频率和振幅，可以根据实际需要进行设置。 3. 打开示波器，并选择合适的测量范围。 4. 观察示波器上显示的波形，并记录下电压的变化。 四、实验结果
通过实验，我们得到了与目标物体位置变化相关的电压信号波形。通过观察示 波器上的波形，我们可以获得目标物体位移的信息。实验结果表明电涡流式位移传感器具有较好的线性和精确性，可以用于准确测量目标物体的位移。 五、实验分析 电涡流式位移传感器的原理是基于金属材料的导电性以及磁场和电流的相互作用。目标物体的位置变化引起了电涡流的变化，从而影响传感器输出的电压信号。通过对电压波形的观察和分析，我们可以得到目标物体位置变化的相关信息。因此，电涡流式位移传感器在工业生产中应用非常广泛。 六、实验应用 电涡流位移传感器可以用于各种需要测量位移的场合。在机械制造中，可以用 于检测零件的装配精度；在汽车工业中，可以用于测量活塞的位置变化；在医疗设备中，可以用于测量人体关节的运动等。由于电涡流式位移传感器具有非接触式测量和高精度等特点，因此在现代工业中得到了广泛的应用。 结语 本实验通过对电涡流式位移传感器的实验研究，我们深入了解了其工作原理和 性能。通过实验结果的分析，我们可以得出电涡流式位移传感器具有较好的线性和精确性，适用于各种位移测量的场合。本实验为进一步研究和应用电涡流式位移传感器提供了参考。
传感器分类及常见传感器的应用
机电一体化技术常用传感器及其原理 班级：机械设计制造及其自动化姓名： 学号：
一、传感器的分类 传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为： 1．电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2．磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的
测量。 3．光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4．电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5．电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。7．谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。 另外，根据传感器对信号的检测转换过程，传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出，如光敏电
电涡流传感器的原理及应用
电涡流传感器的原理及应用 一、电涡流传感器的原理 电涡流传感器（电涡流探测器，Eddy Current Sensor，ECS）是一种基于电涡流原理的在线实时测定仪器。它利用的原理是，当在一个电磁介质中产生电磁场时，电流会在介质中流动产生电涡流，电涡流的流动方向及大小受介质的性质和电磁场强度的影响，而这些变化则反映出物体的变化。电涡流传感器，全称Eddy Current Sensor，是一种非接触式的电磁传感器，它大多用于测量内部和表面的特性非常好的金属材料，也可以用于测量金属孔道内部的特性，它非常容易安装在设备上而且具有噪声抑制功能，可以用于测量各种形状的物体，它可以把一个对象转换成电信号，并且可以监测其变化。 电涡流传感器是一种可用于在线测量和检测金属材料和金属表 面的电磁测量仪器，它利用在磁介质沿磁次中的电阻（电导）变化而发出信号，从而实现对金属表面形状及组成的测量。电涡流传感器有很多种类，如抗聚焦传感器，分解焦点传感器，曝光传感器，轨迹传感器，缝隙传感器，缺陷检测传感器等。 电涡流传感器的基本原理是利用电磁感应原理，在电磁介质中产生一个被称为涡流的微小电流，并利用涡流形成的电磁场来检测物体的变化。具体来说，当在电磁介质中产生一个电磁场时，电流在介质中流动，这些电流构成了电涡流，电涡流的流动方向及大小受介质的性质和电磁场强度的影响，而这些变化则反映出物体的变化。 二、电涡流传感器应用
1、缝隙检测 电涡流传感器可以用于测量金属缝隙的大小，缝隙是指一个金属件上不规则的空洞。电涡流传感器的安装通常放在缝隙的一端，通过检测缝隙的大小，进而可以检测到另一端的特性。 2、缺陷检测 电涡流传感器可以用于检测金属材料内部的缺陷，可以检测到金属材料的裂纹、气孔等缺陷，即使这些缺陷细微，也可以被电涡流传感器检测到。 3、表面形貌检测 电涡流传感器可以用于测量金属表面形貌，即金属表面的凹凸、高低等等，这对于精细化加工非常重要，可以帮助提高最终产品的精度。 4、金属材料组成检测 电涡流传感器可以用于金属材料中各元素的含量检测，也可以用于检测金属中添加元素的含量，帮助更好地掌握金属的组成，从而在生产过程中及时发现自然界的变化，避免不必要的经济损失。
传感器在机器人中的应用
传感器在机器人中的应用 一名词解释 机器人：机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。 传感器：接受物理或化学变量（输入变量）形式的信息，并按一定规律将 其转换成同种或别种性质的输出信号的装置。 机器人是由计算机控制的复杂机器，它具有类似人的肢体及感官功能；动作程序灵活；有一定程度的智能；在工作时可以不依赖人的操纵。机器人传感器在机器人的控制中起了非常重要的作用，正因为有了传感器，机器人才具备了类似人类的知觉功能和反应能力。 机器人的全身布满了传感器，见图1。各传感器分别负责机器人的各部分功 能，如：明暗觉传感器负责判断是否有无对象，并得到定量结果。 主要应用的传感器件：光敏管、光电断续器等。其他各类功能传感器见表 1.
表1 二机器人中几种常见的传感器 霍尔传感器： （一）名词解释 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。实物见图2 霍尔效应：在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁 感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压。 霍尔元件：根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。 （二）霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。 1。线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。 2。开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
传感器分类及常见传感器的应用
传感器分类及常见传感器的应用 常用传感器及其原理 班级:机械设计制造及其自动化姓名: 学号: 一、传感器的分类 传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分;另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器，常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为: 1(电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。
磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2(磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的测 量。 3(光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4(电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5(电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6(半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7(谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。
实验八 电涡流式传感器的应用
实验八电涡流式传感器的应用 (一)电涡流式传感器的静态标定 一、实验目的 了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。 二、实验原理 电涡流传感器由平面线圈和框架组成，它和被测体两部分组成测试系统。当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导频率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关，当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关，将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。 三、所需部件 1电涡流传感器 2金属涡流片 3电涡流变换器 4测微头 5示波器 6电压表 四、实验电路 五、实验步骤及内容 1安装好电涡流线圈和金属涡流片，注意两者必须保持平行。安装好测微头，将电涡流线圈接入涡流变换器输入端。涡流变换器输出端接电压表20V档。 差放增益适中。 2开启仪器电源，用测微头将电涡流线圈与涡流片分开一定距离，此时输出端有一电压值输出。用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形，信号频率约为1MHz。 3用测微头带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片，此时涡流变换器输出电压为零，涡流变换器中的振荡电路停振。然后调节WD使电压表的读数为零。 4旋动测微头使平面线圈离开金属涡流片，电压表开始有读数，每位移0.5mm 记录一个读数，并用示波器观察变换器的高频振荡波形。将对应的输出电压V的读数填入下表，作出V-X曲线，求出灵敏度。
当涡流变换器接入电涡流线圈处于工作状态时，接入示波器会影响线圈的阻抗，使变换器的输出电压减小。或是使传感器在初始状态有一死区。 (二)电涡流传感器的振幅测量及其电机转速测试 一、实验目的 1通过实验掌握用电涡传感器测量振幅和电机转速的原理和方法。 2了解电涡流式传感器的实际应用。 二、实验所需部件 1电涡流传感器 2涡流变换器 3直流稳压电源（±4V） 4电桥 5差动放大器 6示波器 7激振器 8低频振荡器 9测速电机及转盘 10电压/频率表 三、实验原理 1 电涡流传感器振动测量的原理：由于振动，使平面线圈与被测体的相对距离 发生周期性的变化，引起被测体上的涡流量发生周期性的变化，导致线圈的阻抗发生周期性的变化，经过涡流变换器使之转换成周期性的电压变化。 2 电涡流传感器测量电机转速的原理：由于电机作周期性的转动，使平面线圈 与电机转盘的相对位置发生周期性的变化，引起电机转盘上产生的涡流量发生周期性的变化，导致线圈的阻抗发生周期性的变化，经过涡流变换器使之转化为周期性的电压变化。我们只要测出周期性电压变化信号的频率，就可以知道电机的转速。其转速大小等于输出信号的频率除以电机转盘的个数（单位是转/秒）。 四、实验电路
电涡流传感器的典型应用
电涡流传感器的典型应用 电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。 轴向位移测量 对于许多旋转机械,包括蒸汽抡机、燃汽轮机、水轮机、离心式和轴流式压缩机、离心泵等,轴向位移是一个十分重要的信号,过大的轴向位移将会引起过大机构损坏.轴向位移的测量,可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的位移变化,用以防止机器的破坏.轴向位移是指机器内部转子沿轴心方向,相对于止推轴承二者之间的间隙而言.有些机械故障,也可通过轴向位移的探测,进行判别: ●止推轴承的磨损与失效●平衡活塞的磨损与失效 ●止推法兰的松动●联轴的锁住等 轴向位移(轴向间隙)的测量,经常与轴向振动弄混.轴向振动是指传感器探头表面与被测体,沿轴向之间距离的快速变动,这是一种轴振动,用峰峰值来表示.它与平面的间隙无关.有些故障可以导致轴向振动.例如压缩机的踹振和不对中既是. 相对振动测量 测量径向振动,可以由它分析轴承的工作状态,还可以看到分析转子的不平衡,不对中等机械故障.电涡流传感器系统可以提供对于下列关键或是基础机械状态监测所需要的信息; ●工业透平,蒸汽/燃气●压缩机,径向/轴向 ●膨胀机●动力发电透平,蒸汽/燃气/水利 ●发动马达●发动机 ●励磁机●齿轮箱 ●泵●风箱 ●鼓风机●往复式机械 相对振动测量(小型机械)
振动测量同样可以用于对一般性的小型机械进行连续监测。电涡流传感器系统可为如下各种机械故障的早期判别提供重要信息: ●轴的同步振动●油膜失稳 ●转子摩擦●部件松动 ●轴承套筒松动●压缩机踹振 ●滚动部件轴承失效●径向预载，内部/外部包括不对中 ●轴承巴氏合金磨损●轴承间隙过大，径向/轴向 ●平衡（阻气）活塞磨损/失效●联轴器“锁死” ●轴裂纹●轴弯曲●电动马达空气间隙不匀●叶轮通过现象 ●透平叶片通道共振●齿轮咬合问题 偏心测量 偏心是在低转速的情况下，电涡流传感器系统可对轴弯曲的程度进行测量，这些弯曲可由下列情况引起： ●原有的机械弯曲●临时温升导致的弯曲 ●重力弯曲●外力造成的弯曲 偏心的测量，对于评价旋转机械全面的机械状态，是非常重要的。特别是对于装有透平监测仪表系统（TSI）的汽轮机，在启动或停机过程中，偏心测量已成为不可少的测量项目。它使你能看到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。转子的偏心位置，也叫轴的径向位置，它经常用来指示轴承的磨损，以及加载荷的大小。如由不对中导致的那种情况，它同时也用来决定轴的方位角，方位角可以说明转子是否稳定 胀差测量 对于汽轮发电机组来说，在其启动和停机时，由于金属材料的不同，热膨胀系数的不同，以及散热的不同，轴的热膨胀可能超过壳体膨胀；有可能导致透平机的旋转部件和静止部件（如机壳、喷嘴、台座等）的相互接触，导致机器的破坏。因此胀差的测量是非常重要的。 转速测量 对于所有旋转机械而言，都需要监测旋转机械轴的转速，转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。而电涡流传感器测量转速的优越性是其它任何传感器测量没法比的，它既能响应零转速，也能响应高转速，抗干扰性能也非常强。 电涡流传感器的典型应用图例
位移传感器的技术发展现状与发展趋势
位移传感器的技术发展现状与发展趋势 姓名：xx 专业班级：电气工程及其自动化学号：1111111111 一、国外发展现状： 伴随着各国航空航天、船舶等军事领域，及工业控制和农业现代化的不断发展，对位移传感器的需求量也不断上升，同时要求位移传感器不断地进行技术革新，不断地有新技术、新材料的运用，以满足不同场合、不同环境条件的需求。自从导电塑料这种特殊的材料偶然发现以来，随着研究的不断深入，其应用也越来越广泛。２１世纪初，德国、日本和美国就开始将其用在精密角度传感器中作为敏感材料，将其制成电阻膜，使老式的传感器式角度传感器的结构大为精简，克服了传统的绕线式电位器位移传感器的分辨力差、摩擦阻力大和碳膜式电位器位移传感器的电噪声大、耐磨性差、使用寿命短的不足。输出精度大大提高，且具备极强的抗噪声能力和超长的机械寿命，被广泛应用于雷达、导弹、火炮等军事设备中，并已经拓展到民用领域。德国ＶＯＬＦＡ位移传感器的测量长度为５０～１０００ｍｍ，重复性为±０．０１３ｍｍ，线性为±０．０５％，寿命长为５０００万次（最高），噪声低，无断解像度。ＬＶＤＴ式位移传感器由于其结构简单、抗恶劣环境好、工作稳定可靠等优点，而一直受到位移传感器使用者们的青睐。随着近３０年ＯＥＭ技术在传感器研制上的应用和ＬＶＤＴ信号处理电路如ＡＤ６９８等的不断开发，使得传感器正在逐渐向集成化、小型化和智能化发展。德国的米铱Ｍｉｃｒｏ－Ｅｐｓｉｌｏｎ、美国的Ｓｃｈａｅｖｉｔｚ、英国Ｍｉｃｒｏ－Ｅｐｓｉｌｏｎ等国际公司在ＬＶＤＴ传感器行业走在了前列，其最高精度可达０．０５％，绝对误差１ｕｍ，重复性０．１ｕｍ；二、国内发展现 中国也有阜新祥锐传感器有限责任公司、上海鑫杰传感测控科技有限公司、北京汇金祥科技有限公司、合肥硕锋电子科技有限公司等多家单位生产ＬＶＤＴ传感器，且技术成熟，并已不断开发出一体化、小型化的该类传感器。近几年，采用了高科技材料和先进电子处理技术的磁致伸缩式位移传感器，由于其测量范围大（８０～５０００ｍ）、敏感元件无直接接触、可在高温高压和高振荡等极恶劣的工业环境中工作，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响等优势，而被越来越多地用到工业自动控制的液位、位置、位移测量。在国外，美国ＭＴＳ磁致伸缩位移传感器等公司生产的磁致伸缩位移传感器走在前列，其非线性为０．０５％ＦＳ，重复性为０．００２％ＦＳ，迟滞最大为０．００１ｉｎ；美国ＲＥＮＹＷＥＬＬ公司又最新开发了基于该原理的非接触绝对位移传感器，采用ＤＵＡＬＷＡＶＥＰＵＬＳＥ专利技术，将电磁感应、磁致伸缩效应、差动补偿原理、误差平均效应和模块化设计有机结合，显著提高信噪比，降低工艺要求，实现大批量快速生产。在国内，北京航天金泰星测技术有限公司自１９９６年开始此时伸缩技术研究，生产的传感器已达到该类产品国际水平。 三、位移传感器的发展意义 1、研究意义及价值 位移传感器的应用已经得到了广泛的发展，几乎可以用于各个领域的位移、位置、行程的自动测量和自动控制，以及测量预先被变成位移的各种物理量，比如：伸缩、膨胀、差压、振动、应变、流量、厚度、重量等等。 （1）磁致伸缩位移传感器的应用： A、液位测量
传感器分类及常见传感器的应用
传感器分类及常见传感 器的应用 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
机电一体化技术 常用传感器及其原理 班级：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号： 一、传感器的分类 传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为： 1．电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。
磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2．磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的测量。 3．光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4．电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5．电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7．谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器
电涡流传感器的应用
电涡流传感器的应用 电涡流传感器的特点是结构简单，丛于进行非接触式的连续测量．灵敏度较高，适 用性强。 它的阻抗受睹多因素影响．如金属材料的厚度、尺寸、形状、吧导率、磁导率、表面 因素、距离等。 只要固定其他冈京就可以用电涡流传感器来测量剩下的一个因素，冈此电涡流传感器 的应用 领域—E们’泛。似闹时包带来许多不确定冈素．一个或几个因素的微小变化就足以 影响测量 结果，所以电涡流传感器多用于走件测量。即使要用作定量测量，也必须采用前面述 及的逐点 林定、计算机线性纠正、温度补偿等措施。下血就几个主要的应用做简单的介绍。 一、位移的测量 某些旋转机械，如高速旋转的气轮机对轴向位移要求很高。当气轮机远行叫，M[片 在高压 蒸气候动F高速旋转，它的主轴承受巨大的抽N惟力。若主抽的位移越过规定值时， 叶片有nT 能勺其他部件碰樟而断裂。因此用屯涡流传感器测量各种金属1飞牛的微小位移量就 显得卜分 至给。利用电涡流探头4盯以洲旦谙AII气轮机主轴的轴向位移、LU动机的轴向审动、磨床换向 阀、先寻阀的位移和金属试件的热膨胀系数等。伙穆测量范判可以从高灵敏度的o一 1mm到 大量程的o一3〔)mnb分辨率可达满里程的o．1％，其缺点足线件皮稍差。只能达到1％G ZXwY型吧涡流轴问位移监测保护装置可以在恶劣的环境(如高温、潮湿、剧烈振动等)
露F接触测量利监视旋转机械的钠向位移。轴向位移的收测如图6—9所示。 杯设备停止检修时，将探头安站在与联轴器端四的距离为2nun的基应L，调节二次仪表 使示值为塔。当气轮机启动后，长期检测其轴向位移量。dj以发现，内于铀向推力和轴承的磨 损川使探头’J联劝器端而的队离5减小，二次仪表的输出屯乐小零开娇增大。可调整二次仪 表去而上的报警设定位．使什移钽电容达到危险值(本例中为o．9mm)叫，一次仪表发出报警信号；当位移量达到1．2mm时．发出停帆信号以避免发生事故。广述测量属于动态测量。 原理还可以将此类仪胎用于其他设备的监测。 电涡流传感器DJ以元接触地测量各种振动的振幅、频谱分布等参数。在气轮机、空气压缩 机个常用电涡流传感器来监控主轴的径向、轴向振动，也可以测量发电机涡流叶片的振幅。在 研兜机器振动时，常常采用多个传感器放置公机器不同部位进行检测，得到各个部位的振幅 值、相位值，从而画出振则图，测量方法如图6—10所示。通常，由了机械振动是由多个不同频 率的振动合成的，所以其波形一般表尔正弦波，可以用频谱分析仪来分析输出信号的频率分
电涡流传感器
电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。 电涡流式传感器可以实现非接触地测量物体表面为金属导体的多种物理量，如位移、振动、厚度、转速、应力、硬度等参数。这种传感器也可用于无损探伤。 电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。 一、结构原理与特性 当通过金属体的磁通过变化时，就会在导体中产生感生电流，这种电流在导体中是自行
闭合的，这就是所谓电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化，这一物理现象称为涡流效应。电涡流式传感器是利用涡流效应，将非电量转换为阻抗的变化而进行测量的。 如图4.3.1所示，一个扁平线圈置于金属导体附近，当线圈中通有交变电流I1时，线圈周围就产生一个交变磁场H1。置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流I2，电涡流也将产生一个新磁场H2，H2与H1方向相反，因而抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。 一般讲，线圈的阻抗变化与导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离有关。如果控制上述参数中的一个参数改变，而其余参恒定不变，则阻抗就成为这个变化参数的单值函数。如其他参数不变，阻抗的变化就可以反映线圈到被测金属导体间的距离大小变化。 图4.3.1 电涡流传感器原理图图4.3.2 电涡流传感器等效电路图 我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环，这样就可得到如图4.3.2的等效电路。图中R1、L1为传感器线圈的电阻和电感。短路环可以认为是一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的减小而增大。 根据等效电路可列出电路方程组： 通过解方程组，可得I1、I2。 因此传感器线圈的复阴抗为： 线圈的等效电感为： 由式（4-3-1）和（4-3-2）可以看出，线圈与金属导体系统的阻抗、电感都是该系统互感平方的函数。而互感是随线圈与金属导体间距离的变化而改变的。 来源：[https://www.360docs.net/doc/0719491910.html,]机电之家·机电行业电子商务平台！ 电涡流传感器 电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 一、电涡流传感器的基本原理 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。