第4章電感式傳感器-資料下載頁
2025-07-20 10:49本頁面
【正文】 導(dǎo)體距離 x改變時 ， 在渦流影響下 ， 傳感器的電感變化 ， 將導(dǎo)致振蕩頻率的變化 ， 該變化的頻率是距離 x的函數(shù) ， 即 f=L(x), 該頻率可由數(shù)字頻率計(jì)直接測量 ， 或者通過 fV變換 ， 用數(shù)字電壓表測量對應(yīng)的電壓 。 振蕩器電路如圖 (b)所示 。 它由克拉潑電容三點(diǎn)式振蕩器(C C L、 C和Ｖ 1)以及射極輸出電路兩部分組成 。 振蕩器的頻率為 CxLf)(21??為了避免輸出電纜的分布電容的影響 ， 通常將 L、 C裝在傳感器內(nèi) 。 此時電纜分布電容并聯(lián)在大電容 C C3上 ， 因而對振蕩頻率 f的影響將大大減小 。 第 4 章 電感式傳感器 由傳感器線圈 L、 電容器 C和石英晶體組成的石英晶體振蕩電路如圖所示 。石英晶體振蕩器起恒流源的作用 ， 給諧振回路提供一個頻率 （ f0） 穩(wěn)定的激勵電流 io， LC )( ZfiUoo ?式中 , Z為 LC回路的阻抗。 放大 檢波 指示RioLCUo 當(dāng)金屬導(dǎo)體遠(yuǎn)離或去掉時 ， LC并聯(lián)諧振回路諧振頻率即為石英振蕩頻率 fo， 回路呈現(xiàn)的阻抗最大 ， 諧振回路上的輸出電壓也最大；當(dāng)金屬導(dǎo)體靠近傳感器線圈時 ， 線圈的等效電感L發(fā)生變化 ， 導(dǎo)致回路失諧 ， 從而使輸出電壓降低 ， L的數(shù)值隨距離 x的變化而變化 。 因此 ， 輸出電壓也隨 x而變化 。 輸出電壓經(jīng)放大 、 檢波后 ， 由指示儀表直接顯示出 x的大小 。 2. 調(diào)幅式電路 第 4 章 電感式傳感器 被 測 金 屬 板L1L2?11? ?1U?2U?五、電渦流傳感器的應(yīng)用 1. 低頻透射式渦流厚度傳感器 第 4 章 電感式傳感器 在被測金屬板的上方設(shè)有發(fā)射傳感器線圈 L1， 在被測金屬板下方設(shè)有接收傳感器線圈 L2。 當(dāng)在 L1上加低頻電壓 U1時 ， L1上產(chǎn)生交變磁通 φ1， 若兩線圈間無金屬板 ， 則交變磁通直接耦合至 L2中 ，L2產(chǎn)生感應(yīng)電壓 U2。 如果將被測金屬板放入兩線圈之間 ， 則 L1線圈產(chǎn)生的磁場將導(dǎo)致在金屬板中產(chǎn)生電渦流 , 并將貫穿金屬板 ，此時磁場能量受到損耗 ， 使到達(dá) L2的磁通將減弱為 φ1′， 從而使 L2產(chǎn)生的感應(yīng)電壓 U2下降 。 金屬板越厚 ， 渦流損失就越大 ， 電壓 U2就越小 。 因此 ， 可根據(jù) U2電壓的大小得知被測金屬板的厚度 。 透射式渦流厚度傳感器的檢測范圍可達(dá) 1～ 100 mm， 分辨率為 μm， 線性度為 1% 。 . . . . . 第 4 章 電感式傳感器 2. 高頻反射式渦流厚度傳感器 高頻反射式渦流測厚儀測試系統(tǒng)圖 厚 度 給 定 系 統(tǒng)S1檢波比 較 電 壓檢波S2加 法 器 指 示 儀 表帶材x ?x1x2＋－－第 4 章 電感式傳感器 為了克服帶材不夠平整或運(yùn)行過程中上下波動的影響 ， 在帶材的上 、 下兩側(cè)對稱地設(shè)置了兩個特性完全相同的渦流傳感器 S1和 S2。 S1和 S2與被測帶材表面之間的距離分別為 x1和 x2。 若帶材厚度不變 ， 則被測帶材上 、 下表面之間的距離總有 x1+x2=常數(shù)的關(guān)系存在 。 兩傳感器的輸出電壓之和為 2Uo， 數(shù)值不變 。 如果被測帶材厚度改變量為 Δδ， 則兩傳感器與帶材之間的距離也改變一個 Δδ， 兩傳感器輸出電壓此時為 2Uo177。 ΔU。 ΔU經(jīng)放大器放大后 ， 通過指示儀表即可指示出帶材的厚度變化值 。 帶材厚度給定值與偏差指示值的代數(shù)和就是被測帶材的厚度 。 第 4 章 電感式傳感器 圖所示為電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器工作原理圖 。 在軟磁材料制成的輸入軸上加工一鍵槽 ， 在距輸入表面 d0處設(shè)置電渦流傳感器 ， 輸入軸與被測旋轉(zhuǎn)軸相連 。 振蕩器高頻放大器檢波器整形電路? d輸 入 軸d0傳 感 器fn 3. 電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器 第 4 章 電感式傳感器 當(dāng)被測旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時 ， 電渦流傳感器與輸出軸的距離變?yōu)閐0+Δd。 由于電渦流效應(yīng) ， 使傳感器線圈阻抗隨 Δd的變化而變化 ，這種變化將導(dǎo)致振蕩諧振回路的品質(zhì)因數(shù)發(fā)生變化 ， 它們將直接影響振蕩器的電壓幅值和振蕩頻率 。 因此 ， 隨著輸入軸的旋轉(zhuǎn) ，從振蕩器輸出的信號中包含有與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖頻率信號 。 該信號由檢波器檢出電壓幅值的變化量 ， 然后經(jīng)整形電路輸出頻率為 fn的脈沖信號 。 該信號經(jīng)電路處理便可得到被測轉(zhuǎn)速 。 這種轉(zhuǎn)速傳感器可實(shí)現(xiàn)非接觸式測量 ， 抗污染能力很強(qiáng) ， 可安裝在旋轉(zhuǎn)軸近旁長期對被測轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)視 。 最高測量轉(zhuǎn)速可達(dá) 600 000r/min 。
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