《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理
摘要: 當(dāng)導(dǎo)體置于交變磁場(chǎng)或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),,導(dǎo)體上引起感生電流ie,,此電流在導(dǎo)體內(nèi)閉合,稱為渦流,。
Abstract:
Key words :
     當(dāng)導(dǎo)體置于交變磁場(chǎng)或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),,導(dǎo)體上引起感生電流ie,,此電流在導(dǎo)體內(nèi)閉合,稱為渦流,。渦流大小與導(dǎo)體電阻率" title="電阻率">電阻率ρ,、磁導(dǎo)率μ以及產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈與被測(cè)體之間距離x,線圈激勵(lì)電流的頻率f有關(guān),。顯然磁場(chǎng)變化頻率愈高,,渦流的集膚效應(yīng)愈顯著。即渦流穿透深度愈小,,其穿透深度h可表示
ρ—導(dǎo)體電阻率(Ω·cm),;
μr—導(dǎo)體相對(duì)磁導(dǎo)率,;
 f—交變磁場(chǎng)頻率(Hz)。
可見(jiàn),,渦流穿透深度h和激勵(lì)電流頻率f有關(guān),,所以渦流傳感器根據(jù)激勵(lì)頻率:高頻反射式" title="反射式">反射式或低頻透射式兩類。
    目前高頻反射式電渦流傳感器應(yīng)用廣泛,。
(一) 結(jié)構(gòu)和工作原理" title="工作原理">工作原理
主要由一個(gè)安置在框架上的扁平圓形線圈構(gòu)成,。此線圈可以粘貼于框架上,或在框架上開(kāi)一條槽溝,,將導(dǎo)線繞在槽內(nèi),。下圖為CZF1型渦流傳感器的結(jié)構(gòu)原理,它采取將導(dǎo)線繞在聚四氟乙烯框架窄槽內(nèi),,形成線圈的結(jié)構(gòu)方式,。    電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)圖


1 線圈 2 框架 3 襯套
4 支架 5 電纜 6 插頭
傳感器線圈由高頻信號(hào)" title="高頻信號(hào)">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,。從能量角度來(lái)看,在被測(cè)導(dǎo)體內(nèi)存在著電渦流損耗(當(dāng)頻率較高時(shí),,忽略磁損耗)。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,。這便是電渦流傳感器的基本原理。

電渦流傳感器原理圖
電渦流傳感器原理圖

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