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1、一、工作原理二、电涡流的形成范围三、测量电路四、电涡流式传感器的特点及应用n成块的金属置于变化着的磁场 中或者在磁场中运动时，金属体 内都要产生感应电动势形成电流 ，这种电流在金属体内是自己闭 合的，称为电涡流。电涡流式传 感器就是在这种电涡流效应的基 础上建立起来的。图6-1 电涡流式传感器基本原理图 传感器工作时的等效阻抗为等效电阻、等效电感分别为线圈的品质因数为n在金属导体上形成的电涡流的 分布是不均匀的，电涡流密度不 仅是距离的函数，而且电涡流只 能在金属导体的表面薄层内形成 ，在半径方向也只能在有限的范 围内形成电涡流。n在金属导体上形成的电涡流的 分布是不均匀的，电涡流密度不 仅是
2、距离的函数，而且电涡流只 能在金属导体的表面薄层内形成 ，在半径方向也只能在有限的范 围内形成电涡流。电涡流与距离的关系金属导体上的电涡流强度为 图6-2 电涡流强度与X/R的关系电涡流的径向形成范围 电涡流在径向有一定的形成范围，它随着激励线 圈的外半径大小而变，并且与激励线圈外半径有 固定的比例关系，激励线圈的外半径决定后，电 涡流的径向形成范围就定下来了。在等于激励线 圈的外半径处，电涡流密度最大，而在等于激励 线圈外半径的1.8倍处，电涡流密度将衰减到最大 值的5%。电涡流的轴向贯穿深度 电涡流轴向渗透（贯穿）深度涡流传感器在金属体中产生的涡流， 其渗透深度与传感器 线圈的励磁电流的频
3、率有关，所以涡流 传感器主要可分为 高频反射和低频透射两类，前者应用较 广泛。n由涡流式传感器的工作原理可知，被测量 数变化可以转换成传感器线圈的品质因数、 等效阻抗和等效电感的变化。转换电路的任 务是把这些参数转换为电压或电流输出。总 的来说，利用线圈的品质因数值的转换电路 使用较少。利用等效阻抗的转换电路一般用 桥路，它属于调幅电路。利用等效电感的转 换电路一般用谐振电路，根据输出是电压幅 值还是电压频率，谐振电路又分为调幅和调 频两种。桥路图6-3 涡流式传感器电桥 谐振调幅电路图6-4 谐振调幅电路 图6-5谐振曲线 图6-6 调频电路原理图 n电涡流式传感器的特点是结构简单、 测量线
4、性范围大、易于进行非接触的连 续测量、灵敏度较高、抗干扰能力强、 不受油污等介质的影响，因此被广泛地 应用于工业生产和科学研究的各个领域 ，可用来测量位移、振幅、尺寸、厚度 、热膨胀系数、轴心轨迹、非铁磁材料 导电率和金属件探伤等。其应用大致有以下四个方面 利用位移作为变换量，可以做成测量位移、厚 度、振幅、振摆、转速等传感器，也可做成接近 开关、计算器等； 利用材料电阻率作为变换量，可以做成测量 温度、材料判别等传感器； 利用磁导率 作变换量，可以做成测量应力 、硬度等传感器； 利用变换量 、 等的综合影响，可以做成 探伤装置等。(一) 测量厚度图6-7高频反射式涡流测厚仪图6-8 低频透射式涡流传感器 感应电压U2与金属板厚d度的关系如图6-9所示， 因此可利用U2来反映金属板的厚度。图6-9 线圈感应电势与厚度关系曲线
