電渦流式傳感器ppt課件-文庫吧資料
2025-05-10 07:02本頁面
【正文】 1OU2OU3OU1f2f3f0f0213圖 3421 定頻調(diào)幅式的諧振曲線 0探頭與被測物間距很遠(yuǎn)時 1非磁性金屬與探頭間距較小時 2非磁性金屬、間距與探頭線圈直徑相等時 3磁性金屬、間距較小時 （ 3）調(diào)頻式電路 所謂調(diào)頻式就是將探頭線圈的電感量 L與微調(diào)電容C0構(gòu)成 LC振蕩器，以振蕩器的頻率 f作為輸出量。 在以上兩種情況下，被測體與探頭的間距越小，輸出電壓就越低。 ZIU 10 ?當(dāng)被測體為 非磁性金屬 時，物體接近探頭時，由于渦流效應(yīng)，線圈的等效電感 L減小，并引起線圈品質(zhì)因數(shù) Q值的下降，并聯(lián)諧振回路諧振頻率不再等于石英晶振的頻率而發(fā)生失諧狀態(tài)，使輸出電壓 U0大大降低。 （ 2）調(diào)幅式電路 石英晶體振蕩器通過耦合電阻 R，向由探頭線圈和一個微調(diào)電容 C0組成的并聯(lián)諧振回路提供一個穩(wěn)幅的高頻激勵信號，相當(dāng)于一個恒流源。 晶振 高頻放大 幅值檢波L C0UiRIi低頻放大0U ? 0U 0Ux圖 342 高頻調(diào)幅式測量轉(zhuǎn)換電路 調(diào)幅式是以輸出高頻信號的幅度來反映電渦流探頭與被測導(dǎo)體之間的關(guān)系。當(dāng)線圈阻抗變化時，電橋失去平衡。 （ 1）電橋電路 振蕩器檢波器R1R2C1C2L1L2A圖 341 電橋電路原理圖 電橋電路中線圈 L L2為傳感器線圈，它們與電容C C2，電阻 R R2組成電橋的四個臂。 測量轉(zhuǎn)換電路 電渦流探頭與被測物之間的互感量變化可以轉(zhuǎn)換為傳感器線圈阻抗 Z和品質(zhì)因數(shù) Q等參數(shù)的變化。作為傳感器的測量裝置的線圈僅為實(shí)際傳感器的一半，而另一半是被測體。 以 CZF型渦流傳感器為例，如圖 340所示。導(dǎo)線選用電阻率小的材料，一般采用高強(qiáng)度漆包線，銀線或銀合金線。 利用此原理可以制作多種電渦流傳感器，如位移測量、轉(zhuǎn)速測量、接近開關(guān)等。反之，則 i1減小 。 渦流位移傳感器原理： 實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)距離 x減小時，電渦流線圈的等效電感 L減小，等效電阻 R增大。例如被測材料的情況不變，激勵電流的角頻率不變，則阻抗 Z就成為距離 x的單值函數(shù)。 而這些參數(shù)的變化量的大小與導(dǎo)體的電阻率 ρ 、磁導(dǎo)率 μ 和線圈與導(dǎo)體的距離 x以及線圈激勵電流的角頻率 ?和導(dǎo)體的表面因素 r等參數(shù)有關(guān)，都將通過渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)與線圈阻抗發(fā)生聯(lián)系。 a) b) 渦流式傳感器基本原理圖 2. 等效電路及其分析 把導(dǎo)體形象地看作一個短路線圈，那么線圈與導(dǎo)體間的關(guān)系可用圖 335b)所示的電路來表示。改變頻率 f，可控制檢測深度。頻率越高，電渦流的滲透深度就越淺，集膚效應(yīng)就越嚴(yán)重。 渦流效應(yīng)的特性： 由于渦流效應(yīng)在金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電渦流 I2， I2在金屬導(dǎo)體的縱深方向并不是均勻分布的，而只集中在金屬導(dǎo)體的表面，這稱為 集膚效應(yīng) 。如圖 335. a) b) 圖 335 渦流式傳感器基本原理圖 一個通有交變電流 I1的傳感器線圈，由于電流的變化，在線圈周圍就產(chǎn)生一個交變磁場 H1，當(dāng)被測金屬置于該磁場范圍內(nèi)，金屬導(dǎo)體內(nèi)便產(chǎn)生渦流 I2，渦流也將產(chǎn)生一個新磁場 H2 ， H2與 H1方向相反，因而抵消部分原磁場，從而導(dǎo)致線圈的電感量 L、阻抗 Z和品質(zhì)因數(shù) Q發(fā)生變化 。 1. 工作原理 金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流就像水中的漩渦一
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