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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。 档案编号: 毕 业 设 说 明 书题目: 电涡流传感器的研究与探讨系 别: 电气工程系专 业: 生产过程自动化班 级: 姓 名: 指导教师: ( 共 18 页) 年 月 日摘要: 电涡流传感器是基于涡流效应的新型传感器。由于它具有结构简单、 抗干扰能力强、 测量精度高、 非接触、 响应速度快、 不受油污等介质影响等优点, 因而得到了广泛的应用。但当前的电涡流位移传感器存在着测量范围小, 传感器存在非线性问题, 这给传感器的应用造成了一定的影响。 本文首先经过对实验室所用的电涡流传感器实验模板的电路进行研究和优化, 进而提高电路的抗干扰
2、能力使测量结果的更加准确。其次针对电涡流位移传感器存在的测量范围小, 传感器存在非线性问题的改进提出设想即: 先对电涡流位移传感器用于位移检测的工作原理及应用进行分析, 研究了线圈截面形状及参数变化对涡流传感器线性测量范围和灵敏度的影响; 再从电路设计方面提高传感器的稳定性及抗干扰能力, 从而为位移测量扩展量程打下基础; 最后经过对电涡流传感器测位移实验进行分析处理得出电涡流传感器位移测量范围的扩展方法和改进电涡流传感器非线性问题的方法。关键词: 电涡流传感器 ; 位移测量 ; 非线性 ; 测量范围Abstract: the eddy current sensor is a new type
3、of sensor based on eddy current effect. Because it is simple in structure, strong anti-jamming capability, high accuracy, non-contact, fast response, not polluted advantages such media influence, and been widely used. But the current electricity eddy displacement sensor measurement range small, ther
4、e exist nonlinear problem, the sensor to a sensor applications has caused some influence. This paper firstly eddy current sensor used in the laboratory experiment template circuit research and optimization, and improve the anti-interference ability of the circuit more accurate measurement results. S
5、econdly according to the eddy current displacement sensor measurement range small, there exist nonlinear problem of sensor to improve it puts forward the idea of the eddy current is: first displacement detection sensors for displacement of the working principles and applications, research analyzed t
6、he coil cross-section shape and eddy current transducer parameters on the linear measurement range and sensitivity influence; Again from circuit design of the sensor to improve stability and anti-jamming ability, so as to lay a foundation displacement measurement; extended range Finally based on dis
7、placement experiment eddy current sensors that analyzed with eddy current sensor displacement measurement range of extension methods and improving the eddy current sensor method of nonlinear problems. Keywords: the eddy current sensor; Displacement measurement; Nonlinear; Measurement range 目 录1引言 4
8、1.1涡流检测技术的发展现状 4 1.2课题研究方案及研究意义 52电涡流传感器的原理及应用描述 62.1电涡流传感器的简介 6 2.1.1传感器构成及电涡流传感器的工作原理 6 2.1.2电涡流传感器等效电路分析 7 2.2电涡流传感器的应用 83电涡流传感器实验电路设计 9 3.1电涡流传感器侧位移原理 93.2数据处理 10 3.3实验所得结论的应用整合描述 134设想 13 4.1对电涡流传感器测量范围小和非线性问题改进的设想 13 4.1.1检测线圈的选择 13 4.1.2检测线圈的机械结构设计 13 4.2电路设计的方向 14 4.3设想总结 145 CSY- D型传感器检测实验技
9、术台维修记录 15结 论 17参考文献 17致 谢 181引言1.1涡流检测技术的发展现状 早在1824年, 加贝(Gambey)就发现: 如果悬挂着而且正在摆动的磁铁下方放一块铜板, 磁铁的摆动会很快停止下来。这是首次发现电涡流存在的实验。几年以后, 傅科(Foucault)在研究了这些电磁现象后指出: 在强的不均匀磁场运动的铜盘中有电流存在。因此, 涡流在一段时间内叫傅科电流。1831年, 法拉第(Faraday)在前人电磁实验的基础上, 发现了电磁感应现象: 变化的磁场能产生电场, 并总结出电磁感应定律。在电磁感应现象发现以后, 对电磁现象的实验研究和对电磁基本理论问题的数学分析都获得了
10、巨大的进展。到1873年, 麦克斯韦(Maxwell)系统的总结了前人有关电磁学说的全部成就并加以发展, 得出了一组以她的名字命名的电磁方程组。这组著名的麦克斯维方程组严整地描述了一切宏观电磁现象, 是解决大多数电磁学问题的基本理论工具, 也是分析涡流实验方法的理论基础。首先将电涡流现象和测量方法联系起来的是休斯(DEHu曲es)在1 879年的实验。休斯首先用感生电流的方法进行了对不同金属和合金的判断试验。她利用钟的滴答声在微音器里产生激励信号, 得到的电脉冲经过一对彼此相同的线圈并使放在线圈里的金属物体感生涡流。在用电话听筒谛听这个滴答声的同时调节一个平衡线圈系统, 使话筒里的滴答声消失。
11、休斯发现, 当金属材料的形状、 大小和成分不同时, 平衡线圈所需调节的程度不同, 从而揭示了应用涡流对导电材料和零件进行检测的可能性。休斯以后的相当长时间内, 涡流检测法一直发展缓慢。尽管在二十世纪二十年代中期又出现了涡流测厚仪, 第一台涡流探伤仪(用于检验焊接钢管质量)也于1935年研制成功, 可是, 直到第二次世界大战期间, 德国和美国等少数国家的研究单位和大型企业才开始应用少量实用化的涡流检测设备。例如, 1942年, 德国的某航空工厂借助于西普研制的仪器对进厂的铝、 镁合金管材和棒材进行100的自动化检查。这一时期由于理论上的局限性, 抑制各种实验参数对涡流检测的影响还未找到有效的方法
12、, 因而, 没有从根本上取得有成效的突破和改进。1950一-1954年, 德国的福斯特(Foerster)博士发表了一系列论文, 其中包括消除涡流仪中某些干扰因素的理论和试验结果, 开启了现代涡流检测方法和设备的研究工作。从此, 涡流检测技术得到较快的发展并为生产检验所采纳。近年来, 涡流检测技术已经成为几种无损检测技术中的一个重要组成部分。六十年代初中国少数单位开始对涡流检测技术进行基本理论和应用技术的研究, 制成了用于探伤、 材质分选、 测厚等各种用途的涡流检测设备, 成立了涡流仪器生产的专业工厂, 在航空航天、 冶金、 机械、 化工、 轻工等许多工业部门, 涡流检测技术的应用己同益增多并日趋成熟。近年来, 中国以清华大学和南京航空航天大学为代表的大专院校和科研单位, 在人工神经网络技术和三维缺陷阻抗图的研究方面取得了很大进展。在现代社会, 信息技术是由传感器技术、 计算机技术和通信技术组成的。它们共同承担信息采集、 处理和传输任务。随着电子技术, 特别是计算机技术和信息理论的飞速发展, 涡流检测技术受到深刻的影响并展现出新的前景。从涡流检测仪器的发展历程来看, 可
