第4章 电感式传感器汇编.ppt

解释基波和谐波的概念 * 硬磁性材料（永磁体）指磁化后能长久保持磁性的材料，即在外磁场撤去以后，各磁畴的方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁??常见的有高碳钢，铝镍钴合金，钛钴合金，钡铁氧体等??还应用于磁记录，如录音磁带，录象磁带，电脑磁盘粉等。 软磁性材料指磁化后，不能保持原有的磁性，即外磁场撤去以后，磁畴的磁化方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁。如软铁，硅钢，铁镍合金等。用来制造变压器，电磁铁等。 * §4-3 电涡流传感器 二、等效电路 Z 线圈的等效电感 L1与静磁效应有关，线圈与金属导体构成一个磁路，其有效磁导率取决于此磁路的性质。当金属导体为磁性材料时，有效磁导率随导体与线圈距离的减小而增大，于是L1增大；若金属导体为非磁性材料，则有效磁导率和导体与线圈的距离无关，即L1不变。 电涡流回路的反射电感，它使传感器的等效电感值减小。当靠近传感器的被测物体为非磁性材料或硬磁材料时，L ↓ ；如被测导体为软磁材料时，则由于静磁效应使L ↑ 。 被测体为软磁材料时： 等效L增加，LC回路谐振频率f 减小，谐振曲线左移 被测体为硬磁材料时: 等效L减小，LC回路谐振频率f 增大，谐振曲线右移 并联谐振电路输出电压uo=ioZ δ变化－Z变化－输出电压变化－实现位移量的测量 故称调幅法 §4-3 电涡流传感器 二、等效电路 线圈的等效电感 并联谐振回路（部分） 谐振频率： * 例4-5 * §4-3 电涡流传感器 三、测量电路 电涡流式传感器的测量电路 恒频调幅法； 变频调幅法； 调频法； 偏心和振动检测 测量弯曲、波动、变形 对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用多个传感器。 测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪 测量冷轧板厚度 测量封口机工作间隙 间隙越大，电涡流越小 测量注塑机开合模的间隙 间距 5. 涡流探伤 可以用来检查金属的表面裂纹、热处理裂纹以及用于焊接部位的探伤等。 在探伤时，重要的是缺陷信号和干扰信号比。 为了获得需要的频率而采用滤波器，使某一频率的信号通过，而将干扰频率信号衰减。 a)比较浅的裂缝信号 b)经过幅值甄别后的信号 电涡流式通道安全检查门 安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。当有金属物体通过时，交变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流，会在接收线圈中感应出电压，计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大小。在安检门的侧面还安装一台“软x光”扫描仪，它对人体、胶卷无害，用软件处理的方法，可合成完整的光学图像。 安检门演示 当有金属物体穿越安检门时报警 电涡流表面探伤 手持式裂纹测量仪 油管探伤 用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹 尺寸测量 几何尺寸测量电涡流传感器 图中点画线表示磁路，磁路中空气隙总长度为lδ，工作时衔铁与被测体接触。被测体的位移引起气隙磁阻的变化，从而使线圈电感变化。 解释磁路 * 解释磁阻与磁导率的关系式 * * * * 变量名解释 * 变量名解释 * 变量名解释 * 变量名解释 * 黑板上推导 * 注意与交流电桥的比较 思考为何不用在同一个桥臂上？ * * 简单推导感应电动势 * 简单推导感应电动势 P81页为实际x与输出电压e2间的关系公式 * * §4-2 差动变压器 一、结构原理与等效电路 螺管型差动变压器根据初、次级排列不同有二节式、三节式、四节式和五节式等形式。 差动变压器线圈各种排列形式 1 初级线圈；2 次级线圈；3 衔铁 3 1 1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 2 3 三节式的零点电位较小，二节式比三节式灵敏度高、线性范围大，四节式和五节式改善了传感器线性度。 * 差动变压器的工作原理与一般变压器基本相同。 不同之点是： 一般变压器是闭合磁路，而差动变压器是开磁路； 一般变压器原、副边间的互感是常数(有确定的磁路尺寸)，而差动变压器原、副边之间的互感随衔铁移动作相应变化。差动变压器正是工作在互感变化的基础上。 §4-2 差动变压器 一、结构原理与等效电路 * e1—初级线圈激励电压 L1、R1—初级线圈电感和电阻 M1、M2—分别为初级与次级线圈1、2间互感 L21、L22—两个次级线圈的电感 R21、R22—两个次级线圈的电阻 §4-2 差动变压器 一、结构原理与等效电路 分析的关键：两个电路、两条磁路！ * 初级线圈的复数电流值为： 式中 ω—激励电压的角频率； e1—激励电压的复数值。 §4-2 差动变压器 一、结构原理与等效电路 次