第7章电感式传感器
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电感式传感器的工作原理
电感式传感器的工作原理
电感式传感器的工作原理是电磁感应。
它是把被测量如位移等，转换为电感量变化的一种装置。
根据转换方式的不同，可分为自感式（包括可变磁阻式与涡流式）和互感式（差动变压器式）两种。
1.可变磁阻式传感器
可变磁阻式传感器自感
自感L与气隙δ成反比，而与气隙导磁截面积S0 成正比。
灵敏度S与气隙长度δ的平方成反比，δ愈小，灵敏度S愈高。
为了减小非线性误差，在实际应用中，一般取。
这种传感器适用于较小位移的测量，一般约为0.001～1 mm。
2.涡电流式传感器
3.互感式传感器
互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象，将被测位移量转换成线圈互感的变化。
由于常采纳两个次级线圈组成差动式，故又称差动变压器式传感器。
差动变压器式传感器输出的电压是沟通量，如用沟通电压表指示，则输出值只能反应铁芯位移的大小，而不能反应移动的极性；同时，沟通电压输出存在肯定的零点残余电压，使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零。
因此，差动变压器式传感器的后接电路应采纳既能反
应铁芯位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。
传感器与检测技术ppt课件
22
重复性
图1-4所示为校正曲线的重复特性。
正行程的最大重复性偏差为△Rmax1, 反行程的最大重复 性偏差为△Rmax2，重复性误差取这两个最大偏差中之较 大者为△Rmax，再以满量程输出的百分数表示，即
rR
Rmax yFS
100%
（1-15）
式中 △Rmax----输出最大不重复误差。
精选课件ppt
现代人们的日常生活中，也愈来愈离不开检测技术。例 如现代化起居室中的温度、湿度、亮度、空气新鲜度、防火、 防盗和防尘等的测试控制，以及由有视觉、听觉、嗅觉、触 觉和味觉等感觉器官，并有思维能力机器人来参与各种家庭 事务管理和劳动等，都需要各种检测技术。
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34
自动检测系统的基本组成
自动检测系统是自动测量、自动资料、自动保护、自动 诊断、自动信号处理等诸系统的总称，基本组成如图1-7。
图1-10 微差法测量稳压电源输出电压的微小变化
精选课件ppt
44
误差处理 主要内容
• 一、误差与精确处理 • 二、测量数据的统计处理 • 三、间接测量中误差的传递 • 四、有效数字及其计算法则
精选课件ppt
45
误差与精确处理
主要内容
(1)绝对误差与相对误差 (2)系统误差、偶然误差和疏失误差 (3)基本误差和附加误差 (4)常见的系统误差及降低其对测量结果影响的方法
（1-17）
由于种种原因，会引起灵敏度变化，产生灵敏度误差。灵 敏度误差用相对误差来表示
k10% 0 sk
（1-18）
精选课件ppt
25
分辨率
分辨率是指传感器能检测到的最小的输入增量。 分辨率可用绝对值表示，也可以用满量程的百分比表 示。
第7章-结构型传感器PPT
第 7章
结构型传感器
传感器按构成原理分为结构型和物性型传感器。 传感器按构成原理分为结构型和物性型传感器。
结构型传感器是以其转换元件结构参数变化实现信号转换，主要有：应 结构型传感器 变电阻式、电感式、电容式及磁电式等；
而物性型传感器是以其转换元件物理特性变化实现信号转换，主要包括： 而物性型传感器 光电式、压电式、热电式等。
温度效应的补偿（ 2．温度效应的补偿（续） （2）双丝自补偿法 双丝自补偿应变片的敏感栅由电阻温度系数一正一负两种合金丝串接而 成，如图7.4所示，应变计总电阻为： R
= R 1 + R 2 ，当温度变化时，若R1
和R2的电阻变化大小相等或相近，而符号相反，则就可以起到温度补偿作用。
R1
R2
焊点
图7.4 变计
R4
（4）补偿块法 补偿块法就是利用两片性能参数完全相同的应变片，其中一片粘贴在试 件上作为工作片，另一片粘贴在与试件相同材料，相同环境温度，但不参与 机械应变的补偿块上作为补偿片，然后接入电桥的两相邻桥臂上，如图7.6 所示： 3 和 R4仍为平衡电阻。当温度变化时，由于 R1和 R2 为参数相同的应变 R 片，且处于相同的温度环境中，因此 R1 和 R2的热输出相同，通过电桥电路， 使其输出仅与感受的应变有关，温度效应得到补偿。
双丝自补偿应
（3）双丝半桥 双丝半桥式是利用电桥电路实现温度补偿，这种应变计的丝栅是用相同 符号温度系数的合金丝串接在一起，其结构及电桥连接方式如图7.5所示： 1 R
R 和 R2分别接入电桥的相邻臂上， 称为工作栅， 2 称为补偿栅，它具有较高 R
1 B
的温度系数，并串接附加电阻R （不敏感温度）， 和 R4称为平衡电阻。当 R
1
结构型传感器
传感器按构成原理分为结构型和物性型传感器。 传感器按构成原理分为结构型和物性型传感器。
结构型传感器是以其转换元件结构参数变化实现信号转换，主要有：应 结构型传感器 变电阻式、电感式、电容式及磁电式等；
而物性型传感器是以其转换元件物理特性变化实现信号转换，主要包括： 而物性型传感器 光电式、压电式、热电式等。
温度效应的补偿（ 2．温度效应的补偿（续） （2）双丝自补偿法 双丝自补偿应变片的敏感栅由电阻温度系数一正一负两种合金丝串接而 成，如图7.4所示，应变计总电阻为： R
= R 1 + R 2 ，当温度变化时，若R1
和R2的电阻变化大小相等或相近，而符号相反，则就可以起到温度补偿作用。
R1
R2
焊点
图7.4 变计
R4
（4）补偿块法 补偿块法就是利用两片性能参数完全相同的应变片，其中一片粘贴在试 件上作为工作片，另一片粘贴在与试件相同材料，相同环境温度，但不参与 机械应变的补偿块上作为补偿片，然后接入电桥的两相邻桥臂上，如图7.6 所示： 3 和 R4仍为平衡电阻。当温度变化时，由于 R1和 R2 为参数相同的应变 R 片，且处于相同的温度环境中，因此 R1 和 R2的热输出相同，通过电桥电路， 使其输出仅与感受的应变有关，温度效应得到补偿。
双丝自补偿应
（3）双丝半桥 双丝半桥式是利用电桥电路实现温度补偿，这种应变计的丝栅是用相同 符号温度系数的合金丝串接在一起，其结构及电桥连接方式如图7.5所示： 1 R
R 和 R2分别接入电桥的相邻臂上， 称为工作栅， 2 称为补偿栅，它具有较高 R
1 B
的温度系数，并串接附加电阻R （不敏感温度）， 和 R4称为平衡电阻。当 R
1
电感式传感器
差动变压器工作在理想情况下（忽略涡流损耗、磁滞损耗和分布电容等影响），它的 等效电路如图4.2.2所示。图U1为一次绕组激励电压；M1、M2分别为一次绕组与两个二次绕 组间的互感：L1、R1分别为一次绕组的电感和有效电阻；L21、L22分别为两个二次绕组的电 感；R21、R22分别为两个二次绕组的有交电阻。
和Z2=Z—△Z，当ZL→∞时，电桥的输出电压为
.
.
U0
Z1
.
U
R1
.
U
Z1 2R
R(Z1
Z
2
)
.
U
U
Z（4-1-6）
Z1 Z2 R1 R2
(Z1 Z2 ) 2R
2Z
当ωL＞＞R’时，上式可近似为：
.
.
U0
U
L
2L
（4-1-7）
由上式可以看出：交流电桥的输出电压与传感器线圈电感的相对变化量是成正比的。
图4.2.2 差动变压器的等效电路
1-一次绕组 2、3 二次绕组 4-衔铁
.
由图4.2.2可以看出一次绕组的电流为：
.
I1
U1
R1 jL1
二次绕组的感应动势为：
.
E 21
jM1
.
I1
.
；E 22
jM 2
.
I1
.
由于二次绕组反向串接，所以输出总电动势为：
.
E2
j(M1
M2)
R1
U1 jL1
· E0
0
x
为了减小零点残余电动势可采取以下方法：
图4.2.3 差动变压器输出特性
I. 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数玫磁路的对称。磁性材料要经过处理， 消除内部的残余应力，使其性能均匀稳定。
和Z2=Z—△Z，当ZL→∞时，电桥的输出电压为
.
.
U0
Z1
.
U
R1
.
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2
)
.
U
U
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Z1 Z2 R1 R2
(Z1 Z2 ) 2R
2Z
当ωL＞＞R’时，上式可近似为：
.
.
U0
U
L
2L
（4-1-7）
由上式可以看出：交流电桥的输出电压与传感器线圈电感的相对变化量是成正比的。
图4.2.2 差动变压器的等效电路
1-一次绕组 2、3 二次绕组 4-衔铁
.
由图4.2.2可以看出一次绕组的电流为：
.
I1
U1
R1 jL1
二次绕组的感应动势为：
.
E 21
jM1
.
I1
.
；E 22
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.
I1
.
由于二次绕组反向串接，所以输出总电动势为：
.
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M2)
R1
U1 jL1
· E0
0
x
为了减小零点残余电动势可采取以下方法：
图4.2.3 差动变压器输出特性
I. 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数玫磁路的对称。磁性材料要经过处理， 消除内部的残余应力，使其性能均匀稳定。
电感式传感器的定义和分类
电感式传感器的定义
电感式传感器——利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量的输出。
电感式传感器的分类
（1）变磁阻式传感器——自感式
（2）差动变压器式传感器——互感式
（3）电涡流式传感器——电涡流式
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电感式压力传感器原理
电感式压力传感器原理
电感式压力传感器是一种将压力转换为电信号的装置。
它利用电感的原理来测量外部压力的变化。
电感式压力传感器由一个金属弹性体和一个线圈组成。
金属弹性体的一个端部固定，而另一个端部会受到外部压力的作用而发生位移。
金属弹性体和线圈之间存在一个磁场，当金属弹性体发生位移时，会改变磁场的强度。
当磁场发生变化时，线圈内部会产生感应电动势。
这个感应电动势与外部压力的变化有关。
通过测量线圈内部的电信号，我们可以得到外部压力的数值。
为了提高测量的精度和稳定性，电感式压力传感器通常还包括一个补偿电路。
这个补偿电路能够消除一些干扰因素，如温度变化和电源波动。
这样，我们就可以得到更准确的压力测量结果。
电感式压力传感器具有灵敏度高、响应速度快、结构简单等优点。
它广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗设备等领域，为我们提供了重要的压力测量手段。
《电感式传感器》课件
战
新材料与新技术的应用
新材料
研究新型的敏感材料，如纳米材料、生物材料等，以 提高传感器的性能和稳定性。
新技术
引入新型的信号处理和数据处理技术，如人工智能、 机器学习等，以提高传感器的测量精度和响应速度。
提高测量精度与稳定性
优化设计
通过改进传感器的结构和设计，提高其测量精度和稳 定性。
误差补偿
采用误差补偿技术，减小或消除传感器测量过程中的误 差，提高测量精度。
03 电感式传感器的设计与优化
线圈材料与线圈结构
线圈材料
线圈材料的选择对电感式传感器的性 能有着重要影响。常用的线圈材料包 括铜、镍和铁等，它们具有不同的电 导率、磁导率和机械性能。
线圈结构
线圈的结构包括绕线方式、匝数、线 径等参数，这些参数直接影响着电感 式传感器的灵敏度和线性度。
磁芯材料与磁路设计
VS
互感优化
互感是电感式传感器中的一种干扰因素， 它会影响传感器的测量精度。优化互感的 方法包括合理安排线圈和磁芯的位置、采 用屏蔽措施等。
04 电感式传感器的实际应用案例
测量长度与位移的案例
总结词
在工业自动化生产线上，电感式传感器常被 用于测量长度和位移，以确保产品质量和生 产效率。
详细描述
电感式传感器利用电磁感应原理，通过测量 金属物体在磁场中的位移变化来检测长度和 位移量。这种传感器具有高精度、非接触、 长寿命等优点，广泛应用于金属材料、塑料 、纸张等产品的长度和位移检测。
测量电路与输出信号处理
总结词
电感式传感器需要配合适当的测量电路和输出信号处理方式，以获得准确的测量结果。
详细描述
电感式传感器输出的信号通常比较微弱，需要配合适当的测量电路和输出信号处理方式，如放大器、 滤波器、模数转换器等，以获得准确的测量结果。此外，为了减小误差和提高测量精度，还需要对电 感式传感器的输出信号进行误差补偿和校准。
电感式传感器原理
电感式传感器原理
电感式传感器是一种利用电感效应进行测量和检测的传感器。
其基本原理是根据电感的特性来实现信号的转换和传输。
电感式传感器的工作原理是通过改变线圈中的电感值来感应外部的物理量。
当外部物理量发生变化时，线圈中的电感值也会相应地发生变化。
通过测量线圈的电感值的变化，可以得知外部物理量的变化情况。
电感是指导线圈中产生的自感应电动势。
当线圈中的电流发生变化时，会产生与电流变化方向相反的电动势。
这种电动势会产生磁场并储存能量。
当外部物理量改变线圈中的磁场时，会影响线圈中的电感值。
测量电感值的常用方法是利用谐振电路。
当外部物理量引起电感值变化时，会影响谐振电路的谐振频率。
通过测量谐振频率的变化，可以得到外部物理量的变化信息。
电感式传感器广泛应用于各种测量和控制领域。
例如，在温度传感中，可以利用电感式传感器测量温度变化引起的电感值变化；在位移传感中，可以利用电感式传感器测量物体位置的改变；在压力传感中，可以利用电感式传感器测量压力变化引起的电感值变化等。
总之，电感式传感器是一种利用电感效应进行测量和检测的传感器，通过测量线圈的电感值的变化来获取外部物理量的变化
信息。
由于其简单、可靠和精度高的特点，电感式传感器被广泛应用于各种工程领域。
电感式传感器
2
3
......
L0 0 0 0
忽略高次项：
L 1
L 0
0
K
L
L 0
0
衔铁上移 , 0
L 2
L2
L 0
AN 2 0
2
0
0
AN
2
2
0
L0 0
当 1 时， 0
2
3
L2 L0
0
0
0
......
忽略高次项： L2
L0
0
4.1.3 差动式自感传感器
变气隙型差动式自感传感器
衔铁下移：
AN 2
L 0
1 2( )
0
AN 2
L 0
2 2( ) 0
L 1
L 1
0
0
0
2
0
3
......
L 2
L 1
0
0
0
2
0
3
......
L
L 2
L 1
2L
0 0
0
3
0
5
......
L L0
L L
的特性曲线。说明：电桥 25
输出电压的大小与衔铁的 0
位移量Δδ有关，相位与 25
衔铁的移动方向有关。若 50
设衔铁向上移动Δδ为负，
75
则U0为负；衔铁向下移 动Δδ为正，则U0为正，
100
相位差180°。
Ⅰ
Ⅱ
1
2
4
-Δ lδ Δ lδ 3
1 2 3 4 lδ/mm
2、变压器式交流电桥
电桥两臂Z1、Z2为传感器线圈阻抗 I
传感器技术课件——电感式传感器PPT课件
L
lr2
可以看出，插入铁芯后，线圈电感的增量和相对增量均与铁芯的插入深度 X 成正比。如果螺管内磁场强度均匀分布的范围大，就可以获得较大的线 性位移传感器。
这种传感器结构简单、制造容易，但灵敏度低，适用于较大位移测量。 为了提高灵敏度和线性度，常采用差动螺管式电感传感器。
.
9
三种类型比较： 变间隙型：气隙型自感传感器灵敏度高，它的主要缺点是非线 性严重，为了限制线性误差，示值范围只能较小；它的自由行 程小，因为衔铁在运动方向上受铁心限制，制造装配困难。
【互感M】由于一个电路中电流变化，而在邻近另一个电路中引起感 生电动势的现象 。用互感系数来表示器件在互感现象方面的特性， 代号M。
电感式传感器
自感型 互感型
常为差动 变压器式
.
变磁阻式 涡流式
变间隙式 变面积式 螺线管式
2
1.自感式传感器---变磁阻式
传感器由线圈、铁心和衔铁组成。工作时衔铁与被测物体连接，被测物体 的位移引气隙磁阻的变化，导致了线圈电感量的变化。
较小气隙变化范围内工作。由于气隙变化甚小，即 远小于0时（一般要求小于10倍以上），S进一步 近似为：
S N 20 A0 2 02
x 此时S可近似为常数。因此，这种传感器一般只 适用于大约0.001－1mm范围的小位移测量。
对于变间隙式,改善非线性，提高灵敏度的方法如下:接成差动型
.
7
根据结构形式，自感传感器可分为：气隙型、螺线管
4.3 电感式传感器
把被测量转换为电感变化的一种传感器
被测信息
敏感元电件感元电转件感换元件
输出信息 信号调理电路
基于电磁感应原理，把被测量 （如位移、振动、压力、应变、 流量、比重等）转化为电感线 圈的自感系数或互感系数变化
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特点： ?结构简单、工作可靠、寿命长 ?灵敏度高、分辨力高 ?精度高、线性好 ?性能稳定、重复性好 ?缺点：频率响应低，不适宜快速动态测量
7.1 变磁阻式传感器
7.1.1 工作原理
变磁阻式传感器由线圈、铁芯和衔铁三个部分组成 如下图所示：
L ? W 2? 0s 2?
式中：W－线圈的匝数 μ0－空气隙的磁导率 s－空气隙的截面积 δ－空气隙的厚度
r ? 与线圈与被测体尺寸有 关的因子
? ? 激励电流频率 ? ? 线圈与金属板间距
4．测量电路
① 定频调幅电路
并联谐振回路谐振频率
f? 1
2? LC
当f= f0（电源）时，输出电压emax；
当被测量改变，回路失调，
1
f? 2?
(L ? ? L)C ? f0
此时 e≠emax，即e随δ 改变。
② 调频电路
? 对于自感式电感传感器： 重点： 1）变间隙电感传感器的工作原理； 2）影响精度的因素：内部、外部 。
? 对于互感式：重点是螺管式 ? 对于涡流式：重点是高频反射式、低频透射式涡流
传感器的工作原理与应用
7.3 涡流式电感式传感器
7.4 小结
1. 工作原理 2.等效电路 3.输出特性分析 4.信号调节电路 5.影响精度因素 6.应用
电感传感器照片
基础：电磁感应； 利用线圈自感或互感的改变来实现非电量电测。
应用：位移、振动、压力、应变、流量、比重等的测量。
分类： 电感式传感器
可变磁阻型 自感型 涡流式 互感型：差动变压器
特点：利用压磁效应，常用于各种力的测量。
4）螺管型电感式传感器 特点：量程大、结构简单、便于制作，多用于大位移测量。
7.1.3 变磁阻式传感器信号调节电路
当传感器铁芯处于中间位置，电桥输出电压 为零。
当传感器铁芯向上或向下移动，电桥输出交 流电压相同，但极性相反。
因此，电路中必须有反映相位鉴别的相敏整 流器。
(a) 工作原理
（b）电感与气隙的关系
线圈自感L ? W2 Rm
磁路总磁阻 Rm
?
l1
? 1 S1
?
l2
? 2 S2
?
2? ?S
由于铁心与衔铁磁阻 ??空气气隙磁阻
则L ? W2? S 2?
Rm
?
2? ?S
相应地，自感式电感传感器分为变气隙厚度?电感传感器、变气隙面积S 的电感传感器、 变铁芯磁导率? 的电感式传感器
L? ? ?
?
线性化处理
?L ? ?? L?
灵敏度
Sn
?
?L/ L
??
?
1
?
因此，只能测量微小位移，且非线性严重。
1、比较单线圈，差动式的灵敏度提高了一倍； 2、差动式非线性项比单线圈多乘了 (Δδ/δ)因子； 不存在偶次项，因 Δδ/δ<<1，线性度得到改善。
3、差动式的两个电感结构，可抵消温度、噪声干 扰、 电源波动 的影响。
? 张力测量
7.3 涡流式电感式传感器
工作原理：基于电涡流效应原理。
涡流效应： 金属板置于变化着的磁场中时，或者在
固定磁场中运动时，金属体内就要产生感应电流，
这种电流的流线在金属体内是自身闭合的（自成回
路），所以叫做(涡1)流交。变电场 (2)金属处于交变电场之中
涡流的大小： 与金属体的电阻率、导磁率、 厚度以及线圈与金属的距离，线圈的激磁电流角 频率等参数有关。
2）电源波动（电压和频率）
原因：电源电压波动直接影响传感器的输出电压，还引起铁芯 磁感应强度和磁导率变化，铁芯磁阻变化，线圈阻抗变化。
铁芯磁感应强度的工作点要选在磁化曲线的线性段。 电源频率的波动一般较小，使线圈感抗变化，交流电桥能补偿。
7.1.5 变磁阻式传感器的应用
?用于接触式测量； ?用于静态、动态测量； ?用于位移、压力、流量、液位等测量。
To 4.3.1
7.2 差动变压器式电感式传感器
工作原理：将被测量变化转化为传感器互感的变化。 形式：变气隙式、变面积式、螺管式
7.2.1 差动变压器式电感式传感器
1. 螺管形差动变压器 2. 差动变压器的信号调节电路 3. 差动变压器的应用
1. 螺管式差动变压器
1）结构与工作原理
螺管形差动变压器按绕组排列方 式有：一段式、二段式、三段式、四 段式及五段式。
4、 电磁吸力对测力变化的影响也因能相互抵消 而减小。
2.变气隙面积的电感式传感器
L ? W2?S 2?
灵敏度
? L/ L W2? Sn ? ? S ? 2?
3.变铁芯磁导率的电感式传感器
原理：利用某些铁磁材料的压磁效应，又称压磁式传感器。 压磁效应：当铁磁材料受力时，在物体内部产生应力，从而引 起磁导率发生变化。 应用：主要用于测力。
第7章 电感式传感器
? 电感式传感器是一种机电转换装置， ? 特别是在自动控制设备中广泛应用。
各种电感式传感器
电 感 粗 糙 度 仪
接近式传感器
非接触式位移传感器 测厚传感器
电感式传感器应用 电感传感器测量滚珠直径，实现按误差分装筛选
7.1 变磁阻式电感式传感器
7.2 差动变压器式电感式传感器
To 4.3.3
7.3.3 涡流式传感器的应用
不同的变换量制成不同的传感器。
Z ? f (? , ? , x,? )
以位移作变换量 测位移、厚度、振幅、振摆、转速；
接近开关、记数等。
测厚
测转速 测金属表面氧化膜厚度
油管检测
火车轮检测
电涡流传感器的应用
零件计数 测轴的振动形状
7.4 小结
? 三种传感器：自感式、互感式、涡流式的工作原理、 特性与应用
其主要结构都是由三部分组成： 线圈绕组，可移衔铁，导磁外壳。
S1 P
S 2
(a) 变压器的信号调节电路
1)可辨别位移方向 2)消除零位电压
R 放大器 相敏检波
X
振荡器
3. 差动变压器的应用
? 板的厚度测量
板的两侧对称放 置两个差动变压器传 感器，板的厚度对应 变压器铁芯位移量， 并由变压器传感器输 出电压信号实现厚度 测量。
4.螺管型电感式传感器
当铁芯在线圈中运动时，将改变磁阻，从而线圈电感发生变化。
?变磁阻式传感器特点
1）变气隙厚度?的电感式传感器(L-?)
特点：灵敏度高；缺点：非线性大；常用于小位移测量。
2）变气隙面积S的电感式传感器(L-S)
特点：线性特性，灵敏度低，常用于角位移测量。
3）变铁芯磁导率? 的电感式传感器
零点残余电压：主要原因是由于两线圈的电气参数不完全对称。
7.1.4 影响变磁阻式传感器精度因素
（1）内部因素 1）L-δ非线性误差—属原理性误差;
采用差动式结构；测微小位移。
2）零点残余电压—零位误差。
在测量电桥中接入可调电位器。
（2）外部因素 1）温度变化的影响
原因：温度变化引起零件尺寸、线圈电阻、铁芯磁导率变化。 设计制造时，合理选择线膨胀系数的零件材料。
3. 传感器结构
To 4.3.3
特点： ?体积小、灵敏度高、测量线性范围大、频率响应宽 涡流的趋肤效应： ?涡流渗透的深度与传感器线圈激磁电流的频率有关。
分类： ?高频反射式涡流传感器 ?低频透射式涡流传感器
7.3.1 高频反射式涡流传感器
1.基本原理
传感器线圈阻抗
Z ? f (? , ?,r,? ,? ) ? ? 金属板磁导率 ? ? 金属板电阻率
1.变气隙厚度的电感式传感器
初始电感
W2?S
L?
2?
当衔铁位移使气隙减小 ? ?时，? L ?
W 2?S
W 2? S
?? /?
?
?L
2(? ? ? ? ) 2?
1? ?? /?
当? ? / ? ?? 1，按级数展开
? L ? ? ? [1 ? ? ? ? ( ? ? )2 ? ( ? ? )3 ? ? ]
将传感器接入一个LC振荡器中，当δ 变化，线圈阻抗L发生变化，使 振荡器的频率改变，通过鉴频器将频率变化变换成电压输出。
涡流传感器信号调理电路
7.3.2. 低频透射式涡流传感器
厚度测量 低频透射测厚仪，可无接触地测量金属板厚度或镀层 厚度。如图，发射线圈L1和接收线圈L2分别放在被测材料M上下方。 L1中加上交流电u，若M不存在，L1的磁场将直接贯穿L2产生交变电动 势e=f(I,w,N1, N2,x0,ρ ,μ )。若在L1、L2中间放置M，L1产生的磁力 线必然切割M，并在M中产生涡流，使到达L2的磁力线减少，e下降。 M的厚度h越大，涡流越大，引起的损耗越大，e就越小。由e的大小 可反映材料厚度h的变化。