电涡流传感器特性研究 毕业设计.doc

电涡流传感器特性研究 姓名： 学号： 0722425 班级： 机制四班 上海海洋大学 2011-1-6 电涡流式传感器特性研究 摘要：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。电涡流式传感器可以实现非接触地测量物体表面为金属导体的多种物理量，如位移、振动、厚度、转速、应力、硬度等参数。这种传感器也可用于无损探伤。电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。 关键词：传感器 电涡流 金属导体 干扰能力 Abstract：Eddy current sensor is an established principle in the eddy current effect on the sensor. Eddy current sensors can achieve non-contact measure the surface a variety of physical quantities for the metal conductor, such as displacement, vibration, thickness, speed, stress, hardness and other parameters. The sensor can also be used for nondestructive testing. Eddy Current Sensor ‘s structure is simple, wide frequency response, high sensitivity, wide measurement range, strong resistance to dry worries, especially the advantages of non-contact measurement, so in industrial production and in various fields of science and technology have been widely used . Key words: metal conductor, eddy current sensor , Metallic conductor, Interference 显示对应的拉丁字符的拼音 ? 字典 - 查看字典详细内容 名词 effect 主要由一个安置在框架上的扁平圆形线圈构成。此线圈可以粘贴于框架上，或在框架上开一条槽沟，将导线绕在槽内。下图为CZF1型涡流传感器的结构原理，它采取将导线绕在聚四氟乙烯框架窄槽内，形成线圈的结构方式。??? 1 线圈 2 框架 3 衬套 4 支架 5 电缆 6 插头 传感器线圈由高频信号激励，使它产生一个高频交变磁场φi，当被测导体靠近线圈时，在磁场作用范围的导体表层，产生了与此磁场相交链的电涡流ie，而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。从能量角度来看，在被测导体内存在着电涡流损耗（当频率较高时，忽略磁损耗）。能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低，因此当被测体与传感器间的距离d改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化，于是把位移量转换成电量。这便是电涡流传感器的基本原理。 电涡流传感器原理图 我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环，这样就可得到如图4.3.2的等效电路。图中R1、L1为传感器线圈的电阻和电感。短路环可以认为是一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的减小而增大。 根据等效电路可列出电路方程组： 通过解方程组，可得I1、I2。 因此传感器线圈的复阴抗为： 四、电涡流传感器的应用 （1）电涡流位移传感器在磁轴承系统中的应用 ： 电涡流位移传感器在磁轴承系统当中是为了测量转子的位移，而磁轴承需要对转子的五个自由度进行控制，则测量位移的传感器也至少需要五个，分别测量五个自由度上的位移信号。由于磁轴承在正常工作时会在磁轴承线圈附近产生强大的磁场，因此我们就需要考虑磁场对传感器的影响，电涡流位移传感器由于是靠磁场来工作的，因此，为了使得电涡流传感器能够正常的工作，就需要考虑传感器的安装位置。一般径向测量的传感器安装在磁轴承线圈的外测，和磁轴承线圈之间间隔一定的距离，避免强磁场的影响 （2）电涡流传感器的实际应用： 1、位移测量 高速旋转的汽轮机、水轮发电机以及数控机床对轴向位移要求苛刻。当汽轮机、水轮发电机运行时，叶片在高压蒸汽或高位能水体驱动下产生高速旋转，其主轴将受到巨大的轴向推力。如主轴