电涡流传感器课件

电涡流的应用

——在我们日常生活中经常可以遇到电磁炉内部的励磁线圈3.3电涡流式传感器

涡流效应：根据电磁感应定律，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，导体内将产生呈漩涡状流动的感应电流，称之为电涡流或涡流。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，这种现象称为涡流效应。涡流的大小与金属体的电阻率ρ、磁导率μ、金属板的厚度d、线圈与金属导体的距离x、线圈的励磁电流频率f等参数有关。3.3.1涡流效应

电涡流式传感器就是利用涡流效应，将非电量转换为线圈阻抗变化来进行测量的。贯穿深度：2.等效电路：

解此方程组可得电涡流传感器的等效阻抗为电涡流传感器的等效阻抗可表示为等效电阻等效电感根据等效电路，可列出电路方程组为由此可见，被测量变化可以转换成传感器线圈的等效阻抗Z、等效电感L的变化。通过转换电路可把这些参数转换为电压或电流输出。3.3.3低频透射式电涡流传感器工作原理：透射式涡流传感器由发射线圈L1

，接受线圈L2，和位于两线圈中间的被测金属板组成。

若两个线圈之间不存在金属板，当在L1两端加交流激励电压时，L2两端将产生感应电动势

。若在两个线圈之间放置一块金属板时，金属板中产生涡流，涡流损耗了部分磁场能量，使到达L2的磁场变弱，从而使感应电动势

下降。被测金属板的厚度越大，涡流损耗也越大，感应电动势就越小。感应电动势的大小间接反映了被测金属板的厚度。式中d－金属板的厚度；h－涡流贯穿深度k－比例常数3.3.4测量电路

根据电涡流测量的基本原理，传感器线圈与被测金属导体间距离的变化可以转化为传感器线圈的等效阻抗Z或等效电感L的变化。测量电路的任务是把这些参数的变化转换为电压或频率的变化，常采用下列电路：

电桥电路谐振电路调幅调频2.谐振电路

这种电路是把传感器线圈与电容并联组成LC并联谐振回路。谐振频率:

当传感器接近被测金属导体时，线圈等效电感L发生变化，回路阻抗Z0和谐振频率f将随着L的变化而变化，因此可以通过测量阻抗Z0和频率f来测量电感的变化，相应的就是调幅法和调频法。回路阻抗：

1）调幅法调幅法测量电路当传感器接近被测金属导体时，线圈电感L发生变化，谐振回路的等效阻抗Z将随着L的变化而变化，相应的输出电压也变化。2)调频法

传感器线圈作为组成LC振荡器的电感元件，当传感器的等效电感L发生变化时，引起振荡器的振荡频率变化，该频率可直接由数字频率计测得，或通过频率/电压转换后用数字电压表测量出对应的电压。调频电路原理图

1.位移测量3.厚度测量5.涡流探伤

电涡流式传感器可以对被测对象进行非破坏性的探伤，在检查时，使传感器与被测体的距离不变，如有裂纹出现时，导体电阻率、磁导率发生变化，从而引起传感器的等效阻抗发生变化，通过测量电路达到探伤的目的。

6.计数探雷小测试一、填空题：通常传感器有___________元件和__________元件组成。电容式传感器可分为___________、___________和___________三种基本类型。电感式传感器可分为___________、___________和___________三种基本类型。电容式传感器是将被测非电量转换成_________变化的装置。按照电涡流在导体内的贯穿深度，电涡流传感器分为___________和___________。电涡流传感器最大特点是__________。电阻式传感器是将被测的非电量转换成敏感元件的_______变化，进而转换为相应的电信号输出。8.灵敏度的定义是__________。

9.应变片温度误差产生的原因___________和___________10.半导体材料在沿某一轴向受外力作用时，其电阻率发生很大变