电感式电涡流.ppt

电涡流密度J与半径r的关系曲线第30页，共81页，星期日，2025年，2月5日2.电涡流强度与距离的关系当x改变时，电涡流密度也发生变化，即电涡流强度随距离x的变化而变化。第31页，共81页，星期日，2025年，2月5日金属导体表面的电涡流强度第32页，共81页，星期日，2025年，2月5日I1——线圈激励电流；I2——金属导体中等效电流；x——线圈到金属导体表面距离；ras——线圈外径。第33页，共81页，星期日，2025年，2月5日电涡流强度与距离归一化曲线第34页，共81页，星期日，2025年，2月5日金属导体表面的电涡流强度第35页，共81页，星期日，2025年，2月5日①电涡流强度与距离x呈非线性关系，且随着x/ras的增加而迅速减小。②当利用电涡流式传感器测量位移时，只有在x/ras1(一般取0.05～0.15)的条件下才能得到较好的线性和较高的灵敏度。第36页，共81页，星期日，2025年，2月5日金属导体表面的电涡流强度第37页，共81页，星期日，2025年，2月5日电涡流强度与距离归一化曲线第38页，共81页，星期日，2025年，2月5日3.电涡流的轴向贯穿深度贯穿深度是指把电涡流强度减小到表面强度的1/e处的表面厚度。由于金属导体的趋肤效应，电磁场不能穿过导体的无限厚度，仅作用于表面薄层和一定的径向范围内。第39页，共81页，星期日，2025年，2月5日导体中产生的电涡流强度随导体厚度的增加按指数规律下降。第40页，共81页，星期日，2025年，2月5日d——金属导体中某一点与表面的距离；Jd——沿H1轴向d处的电涡流密度；J0——金属导体表面电涡流密度，即电涡流密度最大值；h——电涡流轴向贯穿的深度（趋肤深度）。第41页，共81页，星期日，2025年，2月5日电涡流密度轴向分布曲线第42页，共81页，星期日，2025年，2月5日电涡流密度主要分布在表面附近。被测体电阻率愈大，相对导磁率愈小，以及传感器线圈的激磁电流频率愈低，则h愈大。第43页，共81页，星期日，2025年，2月5日4.3.4电涡流传感器测量电路测量电路的种类：调频式调幅式。第44页，共81页，星期日，2025年，2月5日1.调频式电路第45页，共81页，星期日，2025年，2月5日调频式测量电路(a)测量电路框图；(b)振荡电路第46页，共81页，星期日，2025年，2月5日第47页，共81页，星期日，2025年，2月5日第48页，共81页，星期日，2025年，2月5日传感器线圈接入LC振荡回路，当传感器与被测导体距离x改变时，在涡流影响下，传感器的电感变化。将导致振荡频率的变化，该变化的频率是距离x的函数，即f=L(x)。该频率可由数字频率计直接测量，或者通过f—V变换，用数字电压表测量对应的电压。第49页，共81页，星期日，2025年，2月5日振荡器电路如图(b)所示。它由克拉泼电容三点式振荡器(C2、C3、L、C和Ｖ1)以及射极输出电路两部分组成。第50页，共81页，星期日，2025年，2月5日第51页，共81页，星期日，2025年，2月5日第52页，共81页，星期日，2025年，2月5日为了避免输出电缆的分布电容的影响，通常将L、C装在传感器内。此时电缆分布电容并联在大电容C2、C3上，因而对振荡频率f的影响将大大减小。第53页，共81页，星期日，2025年，2月5日2.调幅式电路第54页，共81页，星期日，2025年，2月5日调幅式测量电路示意图第55页，共81页，星期日，2025年，2月5日传感器线圈L、电容器C和石英晶体组成振荡电路。石英晶体振荡器起恒流源的作用，给谐振回路提供一个频率（f0）稳定的激励电流io。第56页，共81页，星期日，2025年，2月5