项目三电感式传感器ppt课件

1、电感式传感器原理及其运用电感式传感器原理及其运用3.1概述概述3.2 自感式传感器自感式传感器3.3差动变压器式传感器差动变压器式传感器3.4电涡流式传感器电涡流式传感器 3.1概述1.电感式传感器的定义电感式传感器的定义利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数感系数 或互感系数或互感系数 的变化，再由丈量的变化，再由丈量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种电路转换为电压或电流的变化量输出，这种安装称为电感式传感器。安装称为电感式传感器。LM2.电感式传感器的分类电感式传感器的分类电感式传感器可分为自感式传感器、差动变压式传感电感式传感器可分为自

2、感式传感器、差动变压式传感器和电涡流传感器三种类型。器和电涡流传感器三种类型。3.2 自感式传感器自感式传感器3.2.1自感式传感器的构造自感式传感器的构造 自感式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯自感式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯与衔铁由硅钢片或坡莫合金等导磁资料制成。与衔铁由硅钢片或坡莫合金等导磁资料制成。自感式传感器构造图自感式传感器构造图3.2.2自感式传感器的任务原理自感式传感器的任务原理 自感式传感器是把被丈量变化转换成自感自感式传感器是把被丈量变化转换成自感L的变化，的变化，经过一定的转换电路转换成电压或电流输出。经过一定的转换电路转换成电压或电流输出。传感器在

3、运用时，其运动部分与动铁心衔铁相连，传感器在运用时，其运动部分与动铁心衔铁相连，当动铁芯挪动时，铁芯与衔铁间的气隙厚度当动铁芯挪动时，铁芯与衔铁间的气隙厚度 发发生改动，引起磁路磁阻变化，导致线圈电感值发生生改动，引起磁路磁阻变化，导致线圈电感值发生改动，只需丈量电感量的变化，就能确定动铁芯的改动，只需丈量电感量的变化，就能确定动铁芯的位移量的大小和方向。位移量的大小和方向。自感式传感器的任务原理表示图自感式传感器的任务原理表示图当线圈匝数当线圈匝数N为常数时，电感为常数时，电感L仅仅是磁路仅仅是磁路中磁阻的函数，只需改动中磁阻的函数，只需改动 或或S均可导致电感变均可导致电感变化。因此变磁阻

4、式传感器又可分为变气隙化。因此变磁阻式传感器又可分为变气隙 厚厚度的传感器和变气隙面积度的传感器和变气隙面积S的传感器。的传感器。变气隙式自感传感器构造变气隙式自感传感器构造线圈线圈铁心铁心衔铁衔铁,LINm由于由于mRNL2mmmmRFNIF,可得：可得：磁路的总磁阻可表示为：磁路的总磁阻可表示为：SSlRiiim02近似计算出线圈的电感量为：近似计算出线圈的电感量为：202SNL 当铁芯的构造和资料确定后，自感当铁芯的构造和资料确定后，自感L是气隙厚是气隙厚度度 和气隙磁通截面积和气隙磁通截面积S的函数，的函数，即即 。假设假设S坚持不变，那么坚持不变，那么L为为 的单值函数，的单值函数，

5、可构成变气隙型自感传感器；假设坚持可构成变气隙型自感传感器；假设坚持 不变，使不变，使S随位移而变，那么可构成变截面随位移而变，那么可构成变截面型自感传感器；假设在线圈中放入圆柱形衔型自感传感器；假设在线圈中放入圆柱形衔铁，当衔铁上下挪动时，自感量将相应变化，铁，当衔铁上下挪动时，自感量将相应变化，就构成了螺线管型自感传感器。就构成了螺线管型自感传感器。),(SfL变面积式自感传感器：变面积式自感传感器：灵敏度为：灵敏度为：202NdSdLk由于漏感等缘由，其线性区范围较小，灵敏度也较低，由于漏感等缘由，其线性区范围较小，灵敏度也较低，因此，在工业中运用得不多。因此，在工业中运用得不多。衔铁衔

6、铁铁芯铁芯线圈线圈变面积式自感传感器构造变面积式自感传感器构造202SNL l lr rx x2ra2ra线圈线圈衔铁衔铁螺管型电感传感器螺管型电感传感器螺管式自感传感器：螺管式自感传感器：传感器任务时，衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起传感器任务时，衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起螺管线圈电感量的变化。螺管线圈电感量的变化。对于长螺管线圈对于长螺管线圈lrlr，当衔铁任务在螺管的中部时，当衔铁任务在螺管的中部时，可以以为线圈内磁场强度是均匀的，线圈电感量可以以为线圈内磁场强度是均匀的，线圈电感量L L与衔铁的与衔铁的插入深度插入深度l l大致上成正比。大致上成正比。这种传感器构造简单，制造容易

7、，灵敏度较低，适用这种传感器构造简单，制造容易，灵敏度较低，适用于丈量较大的位移量。于丈量较大的位移量。电感式传感器的特点：电感式传感器的特点：1构造简单：没有活动的电触点，寿命长。构造简单：没有活动的电触点，寿命长。2灵敏度高：输出信号强，电压灵敏度每毫米能灵敏度高：输出信号强，电压灵敏度每毫米能到达上百毫伏。到达上百毫伏。3分辨率大：能感受微小的机械位移与微小的角分辨率大：能感受微小的机械位移与微小的角度变化。度变化。4反复性与线性度好：在一定位移范围内，输出反复性与线性度好：在一定位移范围内，输出特性的线性度好，输出稳定。特性的线性度好，输出稳定。5电感式传感器的缺陷是存在交流零位信号，

8、不电感式传感器的缺陷是存在交流零位信号，不适宜进展高频动态丈量。适宜进展高频动态丈量。3.2.3差动式自感传感器差动式自感传感器 由于线圈中通有交流励磁电流，因此衔铁一直接受电由于线圈中通有交流励磁电流，因此衔铁一直接受电磁吸力，会引起振动和附加误差，而且非线性误差磁吸力，会引起振动和附加误差，而且非线性误差较大。外界的干扰、电源电压频率的变化、温度的较大。外界的干扰、电源电压频率的变化、温度的变化都会使输出产生误差。变化都会使输出产生误差。在实践运用中，常采用两个一样的传感线圈共用一个在实践运用中，常采用两个一样的传感线圈共用一个衔铁，构成差动式自感传感器，两个线圈的电气参衔铁，构成差动式自

9、感传感器，两个线圈的电气参数和几何尺寸要求完全一样。数和几何尺寸要求完全一样。这种构造除了可以改善线性、提高灵敏度外，对温度这种构造除了可以改善线性、提高灵敏度外，对温度变化、电源频率变化等的影响也可以进展补偿，从变化、电源频率变化等的影响也可以进展补偿，从而减少了外界影响呵斥的误差，可以减小丈量误差。而减少了外界影响呵斥的误差，可以减小丈量误差。1.差动式自感传感器的构造差动式自感传感器的构造 (a)变气隙式；变气隙式； b变面积式；变面积式； c螺管式螺管式差动式自感传感器差动式自感传感器三种方式的差动式自感传感器以变气隙厚度式电三种方式的差动式自感传感器以变气隙厚度式电感传感器的运用最广

10、。感传感器的运用最广。变气隙式差动式自感传感器构造剖面图变气隙式差动式自感传感器构造剖面图2.差动式自感传感器的特点差动式自感传感器的特点 自感系数特性曲线如下图。自感系数特性曲线如下图。自感系数特性曲线图自感系数特性曲线图2.差动式自感传感器的特点差动式自感传感器的特点 差动气隙式电感传感器由两个一样的电感线圈差动气隙式电感传感器由两个一样的电感线圈1、2和和磁路组成。磁路组成。丈量时，衔铁经过测杆与被测位移量相连，当被测体丈量时，衔铁经过测杆与被测位移量相连，当被测体上下挪动时，导杆带动衔铁也以一样的位移上下挪上下挪动时，导杆带动衔铁也以一样的位移上下挪动，使两个磁回路中磁阻发生大小相等，

11、方向相反动，使两个磁回路中磁阻发生大小相等，方向相反的变化，导致一个线圈的电感量添加，另一个线圈的变化，导致一个线圈的电感量添加，另一个线圈的电感量减小，构成差动方式。的电感量减小，构成差动方式。差动式与单线圈电感式传感器相比，具有以下优点。差动式与单线圈电感式传感器相比，具有以下优点。1线性度高。线性度高。2灵敏度高，即衔铁位移一样时，输出信号大一倍。灵敏度高，即衔铁位移一样时，输出信号大一倍。3温度变化、电源动摇、外界干扰等对传感器精度温度变化、电源动摇、外界干扰等对传感器精度的影响，由于能相互抵消而减小。的影响，由于能相互抵消而减小。4电磁吸力对测力变化的影响也由于能相互抵消而电磁吸力对

12、测力变化的影响也由于能相互抵消而减小。减小。3.2.4电感式传感器的丈量电路电感式传感器的丈量电路 自感式传感器实现了把被丈量的变化为电感量的变化。自感式传感器实现了把被丈量的变化为电感量的变化。为了测出电感量的变化，就要用转换电路把电感量为了测出电感量的变化，就要用转换电路把电感量的变化转换成电压或电流的变化，最常用的转的变化转换成电压或电流的变化，最常用的转换电路有调幅、调频和调相电路。换电路有调幅、调频和调相电路。 1.调幅电路调幅电路 1变压器电路变压器电路 图图5-8所示为变压器电桥，所示为变压器电桥， 和和 为传感器两个线圈为传感器两个线圈的阻抗，另两臂为电源变压器二次侧线圈的两半

13、，的阻抗，另两臂为电源变压器二次侧线圈的两半，每半的电压为每半的电压为 。1Z2Z2u1变压器电桥电路变压器电桥电路变压器电桥变压器电桥变压器式电桥如下图，它的平衡臂为变压器的两个二次侧变压器式电桥如下图，它的平衡臂为变压器的两个二次侧绕组，当负载阻抗无穷大时输出电压为：绕组，当负载阻抗无穷大时输出电压为： UU/2U/2U0Z1Z22112.221.20.222ZZZZUUZZZUUIZU当衔铁下移时，当衔铁下移时，Z1=Z-Z，Z2=Z+Z，那么有：那么有：ZZUU2.0.同理，当衔铁上移时，有：同理，当衔铁上移时，有：ZZUU2.0.当衔铁处于中间位置时，当衔铁处于中间位置时，L1=L2

14、=L0，Z1=Z2=Z0，此时桥路平衡，输出电压，此时桥路平衡，输出电压U0=0。输出电压反映了传感器线圈阻抗的变化，由于是交流信号，输出电压反映了传感器线圈阻抗的变化，由于是交流信号，实践上无法判别输出的相位和位移的方向。实践上无法判别输出的相位和位移的方向。2相敏检波电路相敏检波电路 带相敏整流的电桥电路带相敏整流的电桥电路输出电压经相敏检波可以反映出位移的大小和方向。输出电压经相敏检波可以反映出位移的大小和方向。VD4VD4V VVD1VD1VD2VD2VD3VD3R1R1R2R2U0U0U UZ1Z1Z2Z2当差动式自感电感传感器处于中间位置时，当差动式自感电感传感器处于中间位置时，Z

15、1=Z2=Z，输出电压输出电压U0为零。为零。当衔铁挪动使当衔铁挪动使Z1添加，那么添加，那么Z2减小，当电源减小，当电源U上正下负上正下负时，电阻时，电阻R2上的压降大于上的压降大于R1上的压降。上的压降。带相敏整流的电桥电路带相敏整流的电桥电路VD4VD4V VVD1VD1VD2VD2VD3VD3R1R1R2R2U0U0U UZ1Z1Z2Z2当电源当电源U下正上负时，电阻下正上负时，电阻R1上的压降大于上的压降大于R2上的压降，上的压降，那么电压表有输出，输出电压下正上负。那么电压表有输出，输出电压下正上负。反之，当反之，当Z2添加，添加，Z1减小时，减小时，U上正下负，上正下负，R1上压

16、降大上压降大于于R2上压降。上压降。U上负下正时，上负下正时，R2上压降大于上压降大于R1上压降，电压上压降，电压表也有输出，输出电压上正下负。表也有输出，输出电压上正下负。3调频电路调频电路 调频电路的根本原理是：传感器电感的变化引起输调频电路的根本原理是：传感器电感的变化引起输出电压频率出电压频率f的变化。普通把传感器电感线圈的变化。普通把传感器电感线圈L和一和一个固定电容个固定电容C接入一个振荡电路中，其振荡频率为：接入一个振荡电路中，其振荡频率为：LCf21当当L变化时，振荡频率随之变化，根据变化时，振荡频率随之变化，根据f的大小即可的大小即可测出被丈量的值。测出被丈量的值。f和和L的

17、特性曲线具有严重的非线性关系，要求后续的特性曲线具有严重的非线性关系，要求后续电路做适当线性化处置。电路做适当线性化处置。4调相电路调相电路 调相电路的根本原理是，传感器电感的变化将引起调相电路的根本原理是，传感器电感的变化将引起输出电压相位输出电压相位 的变化。的变化。3.2.5电感式传感器的运用电路电感式传感器的运用电路1.电感式滚柱直径分选安装电感式滚柱直径分选安装电感式滚柱直径分选安装实物电感式滚柱直径分选安装实物电感式滚柱直径分选安装构造原理电感式滚柱直径分选安装构造原理 2. 变气隙式差动电感压力传感器变气隙式差动电感压力传感器主要由C形弹簧管、衔铁、铁芯和线圈等组成。变气隙式差动

18、电感压力传感器变气隙式差动电感压力传感器 3.其他运用 电感式传感器还可以运用于磨加工自动丈量、丈量长度位移量和制做电子测微仪。 3.3差动变压器式传感器 把被测的非电量变化转换为线圈互感量变化的传感把被测的非电量变化转换为线圈互感量变化的传感器称为互感式传感器。器称为互感式传感器。 这种传感器是根据变压器的根本原理制成的，把被这种传感器是根据变压器的根本原理制成的，把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈间的互感量变测位移量转换为一次线圈与二次线圈间的互感量变化的安装。当一次线圈接入鼓励电源后，二次线圈化的安装。当一次线圈接入鼓励电源后，二次线圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变化时，就将产

19、生感应电动势，当两者间的互感量变化时，感应电动势也相应变化。感应电动势也相应变化。 由于两个二次线圈采用差动接法，故称为差动变压由于两个二次线圈采用差动接法，故称为差动变压器式传感器，简称差动变压器。器式传感器，简称差动变压器。 利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数或互感系数的变化，再由丈量电路转换为电压或数或互感系数的变化，再由丈量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种安装称为电感式传感器。电流的变化量输出，这种安装称为电感式传感器。3.3.1差动变压器的构造差动变压器的构造 差动变压器构造方式较多，有变隙式、变面积差动变压器构造方式较多

20、，有变隙式、变面积式和螺线管线等。式和螺线管线等。a、b两种构造的差动变压器，衔铁均为板形，两种构造的差动变压器，衔铁均为板形，灵敏度高，丈量范围那么较窄，普通用于丈灵敏度高，丈量范围那么较窄，普通用于丈量几微米到几百微米的机械位移。量几微米到几百微米的机械位移。对于位移在对于位移在1mm至上百毫米的丈量，常采用圆至上百毫米的丈量，常采用圆柱形衔铁的螺管型差动变压器，如柱形衔铁的螺管型差动变压器，如c、d两种两种构造。构造。e、f两种构造是丈量转角的差动变压器，通常两种构造是丈量转角的差动变压器，通常可测到几秒的微小位移。可测到几秒的微小位移。非电量丈量中，运用最多的是螺线式差动变压非电量丈量

21、中，运用最多的是螺线式差动变压器，它可以丈量范围内的机械位移，并具有器，它可以丈量范围内的机械位移，并具有丈量精度高、灵敏度高、构造简单、性能可丈量精度高、灵敏度高、构造简单、性能可靠等优点。靠等优点。(e)、(f) 变截面式差动变压器变截面式差动变压器 (a)、(b) 变间隙式差动变压器变间隙式差动变压器(c)、(d) 螺线管式差动变压器螺线管式差动变压器3.3.2差动变压器的任务原理差动变压器的任务原理差动变压器的构造由铁芯、衔铁和线圈三部分差动变压器的构造由铁芯、衔铁和线圈三部分组成。其构造虽有很多方式，但其任务原理组成。其构造虽有很多方式，但其任务原理根本一样。根本一样。差动变压器上下

22、两只铁芯均有一个初级线圈差动变压器上下两只铁芯均有一个初级线圈1和一个次级线圈和一个次级线圈2。上下两只初级线圈串联后。上下两只初级线圈串联后接交流鼓励电压，两只次级线圈那么按电势接交流鼓励电压，两只次级线圈那么按电势反相串接。反相串接。螺管型差动变压器根据初、次级陈列不同有二节式、三节螺管型差动变压器根据初、次级陈列不同有二节式、三节式、四节式和五节式等方式。式、四节式和五节式等方式。图4.12 差动变压器线圈各种陈列方式1 一次线圈；2 二次线圈；3 衔铁(a) 二节式 (b) 三节式 (c) 四节式 (d) 五节式31121 2112212123三节式的零点电位较小，二节式比三节式灵敏度

23、高、线性范三节式的零点电位较小，二节式比三节式灵敏度高、线性范围大，四节式和五节式改善了传感器线性度。围大，四节式和五节式改善了传感器线性度。三段式螺管差动变压器构造表示图三段式螺管差动变压器构造表示图将两个匝数相等的次级绕组的同名端反向串联，当将两个匝数相等的次级绕组的同名端反向串联，当初级绕组加以激磁电压时，根据变压器的作用原理初级绕组加以激磁电压时，根据变压器的作用原理在两个次级绕组和中就会产生感应电势在两个次级绕组和中就会产生感应电势;假设工艺上保证变压器构造完全对称，那么当活动假设工艺上保证变压器构造完全对称，那么当活动衔铁处于初始平衡位置时，输出电压为零。衔铁处于初始平衡位置时，输

24、出电压为零。当活动衔铁向某一个次级线圈方向挪动时，那么该当活动衔铁向某一个次级线圈方向挪动时，那么该次级线圈内磁通增大，使其感应电势添加，差动变次级线圈内磁通增大，使其感应电势添加，差动变压器有输出电压，其数值反映了活动衔铁的位移。压器有输出电压，其数值反映了活动衔铁的位移。差动变压器的等效电路差动变压器的等效电路U1U1L21L21U2U2L22L22E22E22E21E21R22R22R21R21R1R1M1M1M2M2螺线管式差动变压器等效电路如图，二次线圈开路时，一螺线管式差动变压器等效电路如图，二次线圈开路时，一次线圈的电流为：次线圈的电流为：11.11.LjRUI二次绕组的感应动势

25、为为：二次绕组的感应动势为为：.1121.IMjE.1222.IMjE11.1212.)(LjRUMMjU其有效值为：其有效值为：21211212)()(LRUMMU输出阻抗为：输出阻抗为：22212221LjLjRRZ三段式螺管差动变压输出电压曲线如下图。三段式螺管差动变压输出电压曲线如下图。差动变压器输出电压曲线差动变压器输出电压曲线3.3.3差动变压器的丈量电路差动变压器的丈量电路 差动变压器的输出电压是调幅波，为区分衔铁的挪差动变压器的输出电压是调幅波，为区分衔铁的挪动方向，要进展解调。常用解调电路有：差动相敏动方向，要进展解调。常用解调电路有：差动相敏检波与差动整流电路。采用解调电路

26、还可以消除零检波与差动整流电路。采用解调电路还可以消除零位电压。位电压。1.差动相敏检波电路差动相敏检波电路 差动相敏检波的方式很多，相敏检波电路要求参考差动相敏检波的方式很多，相敏检波电路要求参考电压与差动变压器次级输出电压的频率一样，相位电压与差动变压器次级输出电压的频率一样，相位一样或相反；因此常接入移相电路。为了提高检波一样或相反；因此常接入移相电路。为了提高检波效率，参考电压幅值取为信号的。效率，参考电压幅值取为信号的。差动相敏检波电路差动相敏检波电路 移相器RP2.差动整流电路差动整流电路 差动整流电路简单，不需参考电压，不需求思索相位差动整流电路简单，不需参考电压，不需求思索相位

27、调整和零位电压影响，对感应和分布电容影响不敏调整和零位电压影响，对感应和分布电容影响不敏感。经差动整流后变成直流输出便于远间隔保送。感。经差动整流后变成直流输出便于远间隔保送。全波整流电路和波形图全波整流电路和波形图(a)e1RRcabhgfdeU SC衔铁在衔铁在零位以下零位以下e abttteabttte abte cdtU SCte cdU SCUSCe cd衔铁在衔铁在零位以上零位以上衔铁在衔铁在零位零位(b)差动整流电路根据半导体二级管单导游通原理进展解调差动整流电路根据半导体二级管单导游通原理进展解调的。如传感器的一个次级线圈的输出瞬时电压极性，在的。如传感器的一个次级线圈的输出瞬

28、时电压极性，在f点点为为“，e点为点为“，那么电流途径是，那么电流途径是fgdche参看图参看图a。反之，如反之，如f点为点为“，e点为点为“，那么电流途径是，那么电流途径是ehdcgf。可见，无论次级线圈的输出瞬时电压极性如何，经过电阻可见，无论次级线圈的输出瞬时电压极性如何，经过电阻R的电流总是从的电流总是从d到到c。同理可分析另一个次级线圈的输出情况。同理可分析另一个次级线圈的输出情况。输出的电压波形见图输出的电压波形见图b，其值为，其值为USC=eabecd。3.3.4差动变压器的运用电路差动变压器的运用电路 u 差动变压器式传感器可以直接用于位移丈量，也差动变压器式传感器可以直接用于

29、位移丈量，也可丈量与位移有关的任何机械量，如力、力矩、可丈量与位移有关的任何机械量，如力、力矩、压力、压差、振动、加速度、应变、液位等。压力、压差、振动、加速度、应变、液位等。 u 1.力和力矩的丈量力和力矩的丈量差动变压器式力传感器差动变压器式力传感器2.压力丈量压力丈量将差动变压器和弹性敏感元件膜片、膜盒和弹簧管等将差动变压器和弹性敏感元件膜片、膜盒和弹簧管等相结合，可以组成各种方式的压力传感器。相结合，可以组成各种方式的压力传感器。这种变送器可分档丈量这种变送器可分档丈量(51056105)N/m2压力，输出压力，输出信号电压为信号电压为(050)mV，精度为，精度为1.5级。级。220

30、V1接头 2 膜盒 3 底座 4 线路板 5 差动变压器 6 衔铁 7 罩壳V振荡器稳压电源差动变压器相敏检波电路12345673.加速度传感器加速度传感器 用于测定振动物体的频率和振幅时其鼓励频率用于测定振动物体的频率和振幅时其鼓励频率必需是振动频率的十倍以上，才干得到准必需是振动频率的十倍以上，才干得到准确的丈量结果。可丈量的振幅为确的丈量结果。可丈量的振幅为(0.15)mm，振动频率为，振动频率为(0150)Hz。稳压电源振荡器检波器滤波器(b)(a)220V加速度a方向a输出1211 弹性支承 2 差动变压器3.4 电涡流式传感器电涡流式传感器3.4.1 电涡流式传感器的任务原理电涡流

31、式传感器的任务原理 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于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，导体内将产生呈涡旋状的感变化的磁场中，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，称之为电涡流或涡流，这种景象称应电流，称之为电涡流或涡流，这种景象称为涡流效应。为涡流效应。电涡流传感器是利用电涡流效应，将位移、温电涡流传感器是利用电涡流效应，将位移、温度等非电量转换为阻抗的变化或电感的变化度等非电量转换为阻抗的变化或电感的变化从而进展非电量电测的。从而进展非电量电测的。目前消费的变间隙位移传感器，器量程范围为目前消费的变间隙位移传感器，器量程范围为300m800mm。 将块状金属导体置于通有

32、交变电流的传感器线圈磁将块状金属导体置于通有交变电流的传感器线圈磁场中。根据法拉第电磁感应原理，由于电流的变化，场中。根据法拉第电磁感应原理，由于电流的变化，在线圈周围就产生一个交变磁场，当被测导体置于在线圈周围就产生一个交变磁场，当被测导体置于该磁场范围之内，被测导体内便产生电涡流，电涡该磁场范围之内，被测导体内便产生电涡流，电涡流也将产生一个新磁场，和方向相反，抵消部分原流也将产生一个新磁场，和方向相反，抵消部分原磁场，从而导致线圈的电感量、阻抗和质量要素发磁场，从而导致线圈的电感量、阻抗和质量要素发生变化。生变化。电涡流式传感器表示图电涡流式传感器表示图根据等效电路列出电路方程组为：根据

33、等效电路列出电路方程组为：.1.2.11.11.1.22.220UIMjILjIRIMjILjIR可得传感器的等效阻抗为：可得传感器的等效阻抗为：2222222122222221.)()(LLRMLjRLRMRIUZ22222221)( LRMLLL传感器的等效电感为：传感器的等效电感为：电涡流传感器等效电路图电涡流传感器等效电路图M MR1R1R2R2L2L2L1L1U1U1I1I1I2I23.4.2 电涡流式传感器的构造电涡流式传感器的构造电涡流式传感器构造比较简单，主要由一个安电涡流式传感器构造比较简单，主要由一个安顿在探头壳体的扁平圆形线圈构成。顿在探头壳体的扁平圆形线圈构成。电涡流传

34、感器的内部构造电涡流传感器的内部构造电涡流传感器实物图电涡流传感器实物图3.4.3电涡流式传感器的丈量电路电涡流式传感器的丈量电路利用电涡流式变换元件进展丈量时，为了得到利用电涡流式变换元件进展丈量时，为了得到较强的电涡流效应；较强的电涡流效应；通常激磁线圈任务在较高频率下，所以信号转通常激磁线圈任务在较高频率下，所以信号转换电路主要有调幅电路和调频电路两种。换电路主要有调幅电路和调频电路两种。1.调幅式调幅式AM电路电路调幅式电路构造调幅式电路构造2.调频式调频式FM电路电路调频式电路调频式电路100kHz1MHz构造如下图。构造如下图。调频式电路的构造调频式电路的构造当电涡流线圈与被测体的

35、间隔当电涡流线圈与被测体的间隔x改动时，电涡流线圈改动时，电涡流线圈的电感量的电感量L也随之改动，引起也随之改动，引起LC振荡器的输出频率振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机丈量。变化，此频率可直接用计算机丈量。假设要用模拟仪表进展显示或记录时，必需运用鉴假设要用模拟仪表进展显示或记录时，必需运用鉴频器，将频器，将 转换为电压转换为电压 。f0U3.4.4电涡流式传感器的运用电路电涡流式传感器的运用电路电涡流式传感器具有丈量范围大、灵敏度高、电涡流式传感器具有丈量范围大、灵敏度高、构造简单、抗干扰才干强和可以非接触丈量构造简单、抗干扰才干强和可以非接触丈量等优点，被广泛运用于工业消费和科学研讨等优点，被广泛运用于工业消费和科学研讨各个领域中。各个领域中。1.电磁炉电磁炉电磁炉是我们日常生活中必备的家用电器之一，电磁炉是我们日常生活中必备的家用电器之一，涡流传感器是其中心器件之一，高频电流经涡流传感器是其中心器件之一，高频电流经过励磁线圈，产生交变磁场；在铁质锅底会过励磁线圈，产生交变磁场；在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅