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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程机械工业出版社机械工业出版社中等职业教育电气类规划教材中等职业教育电气类规划教材 自动检测与转换技术自动检测与转换技术第四章第四章多媒体课件200951 更新4/29/20221在在这这一一章章里里，卡卡卡卡要要给给大大家家介介绍绍电电涡涡流流传传感感器器的的基基本本原原理理、特特性性和和应应用用，也也集集中中讲讲一一讲讲在在工工业业技技术术里广泛应用的接近开关。里广泛应用的接近开关。电电涡涡流流传传感感器器主主要要用用于于金金属属探探测测（安安全全检检测测等等）、微微小小位位移移和和
2、振振动动测测量量，以以及及转转速速、表表面面状状态态等等诸诸多多与与电电涡涡流流有有关关的的参参数数，还还可可以以用用于于无无损损探探伤伤及及接接近近开关。开关。电涡流传感器的最大特点是非接触测量。电涡流传感器的最大特点是非接触测量。第四章第四章 电涡流传感器电涡流传感器4/29/20222我们先来看一个实验。取一只直径为我们先来看一个实验。取一只直径为300mm左右左右的空心线圈，接到金属探测器的高频激励电流输出的空心线圈，接到金属探测器的高频激励电流输出端。当线圈接近一块金属，这时我们会发现与检测端。当线圈接近一块金属，这时我们会发现与检测电路相连的耳机里的声音音调变尖电路相连的耳机里的声
3、音音调变尖 。小实验小实验第一节第一节 电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 4/29/20223病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第一节第一节 电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 电涡流效应演示电涡流效应演示 当电涡流当电涡流线圈与金属板线圈与金属板的距离的距离x 减小减小时，电涡流线时，电涡流线圈的圈的等效电感等效电感L 减小减小，等效电等效电阻阻R 增大增大，流，流过电涡流线圈过电涡流线圈的的电流电流i1增大增大。4/29/20224电涡流的应用电涡流的应用 在我们日常生活中经常可以遇到在我们日常生活中
4、经常可以遇到 干净、干净、高效的高效的 电磁炉电磁炉4/29/20225电磁炉内部的励磁线圈电磁炉内部的励磁线圈4/29/20226电磁炉的工作原理电磁炉的工作原理 高频电高频电流通过励磁流通过励磁线圈，产生线圈，产生交变磁场，交变磁场，在铁质锅底在铁质锅底会产生无数会产生无数的电涡流，的电涡流，使锅底发热，使锅底发热，烧开锅烧开锅 内内 食食 物。物。4/29/20227第二节第二节 电涡流传感器结构及特性电涡流传感器结构及特性电涡流探头电涡流探头外形外形交变磁场交变磁场4/29/20228电涡流探头电涡流探头内部结构内部结构1电涡流线圈电涡流线圈2探头壳体探头壳体3壳体上的位置调节螺纹壳体
5、上的位置调节螺纹4印制线路板印制线路板5夹持螺母夹持螺母6电源指示灯电源指示灯7阈值指示灯阈值指示灯8输出屏蔽电缆线输出屏蔽电缆线9电缆插头电缆插头4/29/20229CZF-1系列传感器的性能系列传感器的性能 分析上表请得出结论：分析上表请得出结论：探头的直径与测量范围及分辨力之间探头的直径与测量范围及分辨力之间有何关系？有何关系？4/29/202210病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程大直径电涡流探雷器大直径电涡流探雷器 4/29/202211第三节第三节 测量转换电路测量转换电路 一、调幅式（一、调幅式（AM）电
6、路）电路石英振荡器产生石英振荡器产生稳频、稳幅稳频、稳幅高频振荡电压高频振荡电压(100kHz2MHz）用于激励电涡流线圈。金属材）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈两端电压的衰减，输出电压两端电压的衰减，输出电压Uo反映了金属体对反映了金属体对电涡流线圈的距离。电涡流线圈的距离。4/29/202212部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数人的人的手、泥土或装满水的玻璃杯手、泥土或装满水的玻璃杯能对振能对振荡器的振幅产生明显的衰减吗？为什么？荡器的振幅产生明显的衰减吗？为什么？4/29/202
7、213二、调频（二、调频（FM）式电路）式电路(100kHz1MHz）当电涡流线圈与被测体的距离当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时，改变时，电涡流线圈的电感量电涡流线圈的电感量L 也随之改变，引起也随之改变，引起LC振荡器的输出频率变化。如果要用模拟仪表进振荡器的输出频率变化。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将行显示或记录时，必须使用鉴频器，将 f转换转换为电压为电压 Uo。4/29/202214并联谐振回路的谐振频率并联谐振回路的谐振频率4/29/202215第四节第四节 电涡流传感器的应用电涡流传感器的应用 一、位移测量一、位移测量 电涡流位移传感器是一种输出为电涡流位
8、移传感器是一种输出为模拟量模拟量的的电子器件。当金属物体接近此感应面时，金属电子器件。当金属物体接近此感应面时，金属表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使振荡器的输出幅度线性地衰减，根据振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的衰减量的变化变化或或振荡频率振荡频率的变化，可地计算出与被检物的变化，可地计算出与被检物体的距离、振动等参数。这种位移传感器属于体的距离、振动等参数。这种位移传感器属于非接触测量非接触测量，工作时不受灰尘等因素的影响，工作时不受灰尘等因素的影响，可在各种恶劣条件下使用。可在各种恶劣条件下使用。4/29/202216位移测量仪位移测
9、量仪 位移测量包含：位移测量包含： 偏心、间隙、位偏心、间隙、位置、倾斜、弯曲、变置、倾斜、弯曲、变形、移动、圆度、冲形、移动、圆度、冲击、偏心率、冲程、击、偏心率、冲程、宽度等。宽度等。 来自不同应用领来自不同应用领域的许多量都可归结域的许多量都可归结为位移或间隙变化。为位移或间隙变化。数显数显位移测量仪及探头位移测量仪及探头4/29/202217病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程420mA电涡流位移传感器外形电涡流位移传感器外形（参考德国图尔克公司资料）（参考德国图尔克公司资料）4/29/202218齐平式电涡流位
10、移齐平式电涡流位移传感器外形传感器外形（参考德国图尔克公司资料）（参考德国图尔克公司资料）齐平式传感器安装时可以不高出安装齐平式传感器安装时可以不高出安装面，不易被损害。面，不易被损害。4/29/202219病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程V V系列系列电涡流位移电涡流位移传感器外形传感器外形（参考浙江洞头开关厂资料）（参考浙江洞头开关厂资料）齐平式齐平式4/29/202220病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程V V系列系列电涡流位移电涡流位
11、移传感器性能一览表传感器性能一览表（摘自洞头开关厂资料）（摘自洞头开关厂资料） 4/29/202221四线制电涡流位移传感器的接线说明四线制电涡流位移传感器的接线说明 有的位移传感器同时具备两种动作输出状有的位移传感器同时具备两种动作输出状态，可选择态，可选择从高电压向低电压转变从高电压向低电压转变、和、和从低电从低电压向高电压转变压向高电压转变两种方式，分别称为两种方式，分别称为NPNNPN和和PNPPNP输出模式，俗称为输出模式，俗称为常开输出常开输出或或常闭输出常闭输出模式。模式。4/29/202222电涡流位移传感器的应用电涡流位移传感器的应用电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响，电涡流
12、探头线圈的阻抗受诸多因素影响，例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感器的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不器的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以影响测量结果。所以电涡流传感器多用于影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性定性测量测量。在用作在用作定定量量测量时，必须采用测量时，必须采用逐点标逐点标定、计算机线性纠正、温度补补偿定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。等措施。 4/29/2022
13、23病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程介绍几种常见位移传感器介绍几种常见位移传感器4/29/202224病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程利利用用电电涡涡流流测测振振仪仪测测量量叶叶片片振振动动如如图图4-6c所所示示，输输出出的的振振动动波波形形如如图图4-7所所示示，请请分分析析与与被被测测振振动动有有关关的的结果。结果。振动的基波周期振动的基波周期T约为约为2.5格格10ms/格格25ms；振动的基波频率振动的基波频率f约为约为1/T1/
14、0.025s40Hz；振振动动的的输输出出电电压压峰峰峰峰值值UPP约约为为(2格格40mV/格格)80mV，输出电压幅值输出电压幅值UP约为约为40mV。若测振仪的灵敏度为若测振仪的灵敏度为0.5mm/mV，则振动的振幅，则振动的振幅x约为约为20mm。4/29/202225病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程偏心和偏心和振动检测振动检测4/29/202226病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程通过测量间隙来测量径向跳动通过测量间隙来测量径向跳动
15、4/29/202227病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程测量弯曲、波动、变形测量弯曲、波动、变形 对桥梁、丝杆等机械结构的振动对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用多个传感器。测量，须使用多个传感器。4/29/202228测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪 测量冷轧板厚度测量冷轧板厚度导向辊的材料可以用导向辊的材料可以用金属制作吗？金属制作吗？4/29/202229病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程测量尺寸、
16、公差测量尺寸、公差及零件识别及零件识别 通过测量间隙来通过测量间隙来测定测定 热膨胀引起的上下平移热膨胀引起的上下平移4/29/202230病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程测量封口机工作间隙测量封口机工作间隙间隙越大，间隙越大，电涡流越小电涡流越小4/29/202231病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程测量注塑机开合模的间隙测量注塑机开合模的间隙间距间距4/29/202232位移的标定方法位移的标定方法 使用千分尺，逐一对照测量电路的输使用千分尺，逐一对照测量电路的输出电压及数显表读数，列出对照表，存入出电压及数显表读数，列出对照表，存入计算机，从而达到线性化的目的。计算机，从而达到线性化的目的。4/29/202233电涡流位移传感器的距离电涡流位移传感器的距离与输出电压特性曲线与输出电压特性曲线位移传感器位移传感器1 1、2 2、3 3 的量程和线性范围各为多少的量程和线性范围各为多少mmmm？4/29/202234病原体侵入机体，
