發布日期:2022-05-11 點擊率:53
渦流式傳感器的變換原理,是利用金屬導體在交流磁場中的渦電流效應。如圖1所示,金屬板置于一只線圈的附近,它們之間相互的間距為。金屬板在此交變磁場中會產生感應電流i,這種電流在金屬體內是閉合的,所以稱之為“渦電流”或“渦流”。渦流的大小與金屬板的電阻率
、厚度h、金屬板與線圈的距離
等參數有關。若改變其中某一參數,而固定其他參數不變,就可根據渦流的變化測量該參數。
渦流式傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩種。
(1)高頻反射式渦流傳感器 如圖1所示,高頻(>1MHz)激勵電流的變化,其變化與距離
、磁導率
等有關,若只改變距離而保持其他系數不變,則可將位移的變化轉換為線圈自感的變化,通過測量電路轉換為電壓輸出。高頻反射式渦流傳感器多用于位移測量。
圖1 可變磁阻螺管型傳感器 圖2 高頻反射式渦流傳感器
(2)低頻透射式渦流傳感器 低頻透射式渦流傳感器的工作原理如圖2所示,發射線圈分別置于被測金屬板材料G的上、下方。由于低頻磁場集膚效應小,滲透深,當低頻(音頻范圍)電壓
的兩端后,所產生磁力線的一部分透過金屬板材料G,使線圈
。但由于渦流消耗部分磁場能量,使感應電動勢
越小。因此,
隨材料厚度入的增加按負指數規律減少,如圖4-11(b)所示,因此,若金屬板材料的性質一定,則利用
。當線圈輸入一交變電流i0時,便產生交變磁通量
、磁導率
、激勵電流角頻率
產生的高頻磁場作用于金屬板的表面,由于集膚效應,在金屬板表面將形成渦電流。與此同時,該渦流產生的交變磁場又反作用于線圈,引起線圈自感L或阻抗
、金屬板的電阻率
、激勵電流i及角頻率
和接收線圈
加到線圈
產生電感應電動勢
減少,當金屬板材料G越厚時,損耗的能量越大,輸出電動勢
的大小與G的厚度及材料的性質有關。試驗表明,
的變化即可測量其厚度。
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