電感式傳感器ppt課件(參考版)
2025-01-18 05:07本頁面
【正文】 。 ? 特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，抗污染能力很強(qiáng)。 該信號(hào)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(hào)。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。 帶材厚度給定值與偏差指示值的代數(shù)和就是被測(cè)帶材的厚度。 ΔU。兩傳感器的輸出電壓之和為 2Uo，數(shù)值不變。 S1和 S2與被測(cè)帶材表面之間的距離分別為 x1和 x2。 諧振回路上輸出電壓 U0為： U0 = I0圖中 L1 、 L2是兩個(gè) 差動(dòng) 傳感器線圈 ，它們與電容 C1 、 C2的并聯(lián)阻抗 Z1 、 Z2作為電橋的兩個(gè)橋臂 . U0 圖 422 交流電橋測(cè)量電路 L1 振蕩器 R1 R2 C2 ~ C1 L2 檢波 放大 111 C//LZ ?222 C//LZ ?2. 調(diào)幅式電路 圖 423 調(diào)幅式測(cè)量電路原理框圖 晶體振蕩器 L C 輸出 放大 檢波 濾波 R 渦流傳感器線圈與電容并聯(lián)組成 LC并聯(lián)諧振回路，由恒流源石英晶體振蕩器供電。 阻抗 Z的轉(zhuǎn)換電路一般用 電橋 ， 電感 L的轉(zhuǎn)換電路一般用 諧振電路 ，又可以分為調(diào)幅法和調(diào)頻法兩種。在測(cè)量電阻率 ρ較小的材料時(shí)，應(yīng)選較 低 的頻率（如 500Hz），測(cè)量 ρ較大 的材料時(shí)，應(yīng)選用較 高 的頻率（如2kHz），從而保證在測(cè)量不同材料時(shí)能得到較好的線性和靈敏度。頻率太高，貫穿深度小于被測(cè)厚度，不利于進(jìn)行厚度測(cè)量，通常選 激勵(lì)頻率為 1kHz左右 。 線圈 L2 的感應(yīng)電壓與被測(cè)厚度的增大按負(fù)冪指數(shù)的規(guī)律減小，即 heu???2式中 δ—— 被測(cè)金屬板的厚度； h—— 貫穿深度。 但由于渦流消耗部分磁場(chǎng)能量 ， 使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) u2減少 ， 當(dāng)金屬板越厚時(shí) ，損耗的能量越大 ， 輸出電動(dòng)勢(shì) u2越小 。 2. 低頻透射式電渦流傳感器 發(fā)射線圈 L1和 接收線圈 L2分臵于被測(cè)金屬板的上下方 。能量損耗使傳感器的 Q值和等效阻抗 Z降低，因此當(dāng)被測(cè)體與傳感器間的距離 d改變時(shí)，傳感器的 Q值和等效阻抗 Z、電感 L均發(fā)生變化，于是把位移量轉(zhuǎn)換成電量。 1 2 3 4 5 6 1 線圈 2 框架 3 襯套 4 支架 5 電纜 6 插頭 ie d M ～ Φe Φｉ 電渦流傳感器原理圖 傳感器線圈由高頻信號(hào)激勵(lì)，使它產(chǎn)生一個(gè)高頻交變磁場(chǎng) φi，當(dāng)被測(cè)導(dǎo)體靠近線圈時(shí)，在磁場(chǎng)作用范圍的導(dǎo)體表層，產(chǎn)生了與此磁場(chǎng)相交鏈的電渦流 ie，而此電渦流又將產(chǎn)生一交變磁場(chǎng) φe阻礙外磁場(chǎng)的變化。此線圈可以粘貼于框架上 ， 或在框架上開一條槽溝 ， 將導(dǎo)線繞在槽內(nèi) 。 ?高頻反射式渦流傳感器多用于位移測(cè)量 。 與此同時(shí) ， 該渦流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)又反作用于線圈 ， 引起線圈自感 L或阻抗 ZL的變化 。 圖 419 電渦流傳感器等效電路 M R L1 L R1 1U?1I?I?根據(jù)基爾霍夫定律，可列出下面的方程： ....UIMjILjIR 11 ??? ??0. 11. 11. ???? ILjIRIMj ??111 LjRIMjI..????? ?? ?? ? ? ? ????????????????????????????????121212212121221212111221111LLRMLjRLRMRU LRLjRMLjRU LjRMjMjLjRUI....?????????????傳感器線圈的等效阻抗為： ? ? ? ? ??????????????????? 121212212121221 LLRMLjRLRMRIUZ ..?????線圈的等效電阻和電感為： ? ? 1212122RLRMRReq ????? ? ? 1212122LLRMLLeq ?????當(dāng)被測(cè)導(dǎo)體的某些參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，可引起渦流式傳感器線圈的阻抗 Z、電感 L和品質(zhì)因數(shù) Q發(fā)生變化，通過測(cè)量 Z、 L或 Q就可求出被測(cè)量參數(shù)的變化。這樣線圈與被測(cè)導(dǎo)體便可等效為兩個(gè)相互耦合的線圈。目前高頻反射式電渦流傳感器應(yīng)用較廣泛。 電渦流傳感器的種類 電渦流在金屬導(dǎo)體內(nèi)的滲透深度為 : fhr??50 30?說明電渦流在金屬導(dǎo)體內(nèi)的滲透深度與傳感器線圈的激勵(lì)信號(hào)頻率有關(guān)。渦流的大小與金屬板的電阻率 ρ、磁導(dǎo)率 μ、厚度h、金屬板與線圈的距離 δ、激勵(lì)電流角頻率 ω等參數(shù)有關(guān) 。 電渦流式傳感器 電渦流式傳感器的基本原理 渦流式傳感器的變換原理是利用金屬導(dǎo)體在交流磁場(chǎng)中的 電渦流效應(yīng) 。測(cè)量時(shí)，將懸臂梁底座及差動(dòng)變壓器的線圈骨架固定，而將銜鐵的 A端與被測(cè)振動(dòng)體相連， 此時(shí)傳感器作為加速度測(cè)量中的慣性元件，它的位移與被測(cè)加速度成正比，使加速度測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y(cè)量。 ? 圖 421為差動(dòng)變壓器式加速度傳感器的原理結(jié)構(gòu)示意圖。差動(dòng)變壓器的輸出經(jīng)過相敏檢波以后，特性曲線由圖 417的（ a）變成（ b）， 殘存電壓自動(dòng)消失 。 由此可見 ， 該電路能判別鐵芯移動(dòng)的方向 。 L121 RReui???L112 RReui??? + D2 i1 u1 u2 R + RL R D3 D1 D4 R R T1 T2 i2 0U
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