位移電渦流傳感器測量電路設(shè)計)-文庫吧
2025-06-14 20:42 本頁面
【正文】 被廣泛應(yīng)用于對金屬位移等的測量中。盡管用電渦流傳感器非接觸測量位移已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,但是測量位移的線性范圍受到傳感器線圈直徑的限制,位移測量范圍為線圈直徑的1/3~1/5,大直徑的傳感器,其測量范圍最大可以接近到直徑的1/2。在許多領(lǐng)域希望能進一步擴大傳感器的測量范圍,以滿足大位移的非接觸測量。文中采用指數(shù)運算電路作為非線性補償環(huán)節(jié)來改善傳感器原有的傳輸特性,擴大傳感器測量范圍。由電磁感應(yīng)定律可知:閉合金屬導(dǎo)體中的磁通發(fā)生變化時,就會在導(dǎo)體中產(chǎn)生閉合的感應(yīng)電渦流,阻礙磁通量的變化。如圖1所示,傳感線圈由交流信號激勵,在產(chǎn)生焦耳熱的同時,又要產(chǎn)生磁滯損耗,它們造成交變磁場能量的損失,進而使傳感器的等效阻抗Z發(fā)生變化。影響阻抗Z的因素有被測導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、線圈的激勵頻率f及傳感器與被測導(dǎo)體間的位移x等,只要保證這些影響因素只有位移x變化,其他都保持不變,則傳感器的等效阻抗Z將變成位移x的一元函數(shù)Z(x),經(jīng)過線性化處理后用Z的變化就能很好地反映出x的變化,實現(xiàn)測量位移x的目的。 電渦流傳感器的測量電路可以歸納為調(diào)幅式和調(diào)頻式2種。調(diào)幅式電路又可細分成恒定頻率的調(diào)幅式與頻率變化的調(diào)幅式2種,文中采用恒定頻率調(diào)幅式電路,其特點是輸出可以被調(diào)理為直流電壓,優(yōu)勢在于調(diào)節(jié)為直流電壓后,采用指數(shù)運算電路對傳感器的非線性段進行線性化補償,可最大限度地擴大傳感器測量范圍。測量電路由電渦流傳感器、信號源電路、前級放大電路、檢波濾波電路、指數(shù)補償電路等5部分構(gòu)成
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