传感器原理及应用第4章电感式传感器精选.ppt

4. 3 电涡流式传感 4.3.5 电涡流传感器的应用 电涡流传感器 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 4. 3 电涡流式传感 4.3.5 电涡流传感器的应用 低频透射式涡流厚度传感器 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 4. 3 电涡流式传感 4.3.5 电涡流传感器的应用 高频反射式涡流厚度传感器，可减小因为振动引起的干扰 厚度不变时 X1+X2 = 常数，输出电压 = 2U 厚度变化△σ时，输出电压 = 2U+△U 给定厚度σ与变化值△σ的代数和就是被测带材厚度。 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 电涡流金属板、带材厚度测量 4. 3 电涡流式传感 4.3.5 电涡流传感器的应用 电涡流探伤 金属表面裂纹、热处理裂纹、焊接处质量探伤 由于趋肤效应导体表面电涡流密度最大，表面信息量最大，可用电涡流传感器测量金属表面缺陷，存在缺陷时引起金属ρ、μ的变化。 探伤时传感器与被测金属保持距离不变，如果有裂纹导体电阻率会发生变化，涡流损耗的改变引起输出电压的变化。 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 车轮周长 开始 结束 火车车轮裂纹检测 传感器安装 应覆盖车轮 裂纹输出信号 4. 3 电涡流式传感 4.3.5 电涡流传感器的应用 涡流非导电材料厚度测量 涡流轴心轨迹测量 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 4. 3 电涡流式传感 4.3.5 电涡流传感器的应用 涡流转速测量 每分钟转速 N = （f / n） * 60 f测出的频率; n齿数 涡流振动测量 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 4. 3 电涡流式传感 4.3.5 电涡流传感器的应用 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 本章要点： 变磁阻式传感器（自感式）工作原理、测 量电路（转换电路）； 差动变压器式传感器（互感式）工作原理、 等效电路及测量电路； 零点残余电压的影响和补偿； 电涡流传感器的工作原理及应用. 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 本章要点： 差动变压器做位移测量可得到比例于机械位移的交 流电压； 关于磁场、磁通、磁性体； 差动变压器的应用 — 差压传感器、位移传感器、 流量传感器； 电涡流传感器:交流线圈接近金属物体时，金属物 上产生“涡流”，线圈越近，涡流越大； 电涡流传感器的应用—薄膜厚度测量、金属表面探 伤、工件间距离测定、钢水液面测量。 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 * 4.2 差动变压器式传感器（互感式） 4.2.1 工作原理 等效电路： 初级L1，次级线圈L2a、L2b必须反相串联接保证差动形式 如果线圈完全对称并且衔铁处于中间位置时两线圈 互感系数相等 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 差动输出电压为零： 电动势相等 4.2 差动变压器式传感器（互感式） 4.2.1 工作原理 可见: 输出电压大小和符号反映了 铁心位移的大小和方向。 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 当衔铁上下移动时，输出电压随衔铁位移变化。 若衔铁上移 若衔铁下移 4.2 差动变压器式传感器（互感式） 4.2.2 基本特性 由此得到输出 电压有效值为 ： 可见输出电压与互感的差值有关 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 根据电磁感应定律，次级感应电动势分别为 输出电压 初级电流 4.2 差动变压器式传感器（互感式） 4.2.2 基本特性 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 铁芯在中间位置时 Ma=Mb=M 铁芯向上移（右移） Ma = M+△M， Mb = M-△M 输出与E2a同极性； 铁芯向下移（左移） Ma = M-△M， Mb = M+△M 输出与E2b同极性； 4.2 差动变压器式传感器（互感式） 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 差动变压器输出 电压和位移的关系 讨论： 输出电压幅值取决于线圈互感△M， 即衔铁在线圈中移动的距离X； 而U0与Ui的相位差决定衔铁的移动方向； 输出电压的正负结果由相敏检波后， 输出曲线反行程翻转为过零的直线； 输出电压U0与初级电压Ui、电流I1 有关，应尽可能大； U0与激励频率成正比，中频应用在 400-10000Hz 灵敏度可达0.1～5V/mm，包括三个内容 传感器类型、转换电路、电源 出厂测定灵敏度规定： 电源1V， 衔铁位移1μm，输出电压U0=？ 4.2 差动变压器式传感器（互感式） 传感器原理及应用 第4章? 电感式传感器 差动变