电涡流传感器的转速测量
自动检测技术(化工版)教案：第四章 电涡流式传感器
自动检测技术(化工版）教案：第四章电涡流式传感器➢教学要求1．了解电涡流效应和等效阻抗分析。
2．熟悉电涡流探头结构和被测体材料、形状和大小对灵敏度的影响。
3．熟悉电涡流式传感器的测量转换电路。
4．掌握电涡流式传感器的应用。
5．掌握接近开关的分类和特点。
➢教学手段多媒体课件、各种电涡流传感器演示➢教学课时3学时➢教学内容：第一节电涡流传感器工作原理一、电涡流效应（演示）从金属探测器的探测过程导出电涡流传感器的电涡流效应。
从金属探测器的结构来说明图4-1电涡流传感器工作原理。
二、等效阻抗分析图4-1中的电感线圈称为电涡流线圈。
分析它的等效电路：一个电阻R和一个电感L 串联的回路。
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的函数表达式（分析其实际价值）Z=R+jωL=f（i1、f、μ、σ、r、x）（4-1）结论：电涡流线圈的阻抗与μ、σ、r、x之间的关系均是非线性关系，解决方法：必须由微机进行线性化纠正。
第二节电涡流传感器结构及特性一、电涡流探头结构（实物演示）电涡流传感器的传感元件是一只线圈，俗称为电涡流探头。
线圈结构：用多股较细的绞扭漆包线（能提高Q值）绕制而成，置于探头的端部，外部用聚四氟乙烯等高品质因数塑料密封，（图4-2）。
CZF-1系列电涡流探头的性能：表4-1 CZF-1系列传感器的性能提问：请同学由上表分析得出结论：探头的直径越大，测量范围就越大，但分辨力就越差，灵敏度也降低。
二、被测体材料、形状和大小对灵敏度的影响线圈阻抗变化与哪些因素有关：金属导体的电导率、磁导率等。
第三节测量转换电路（简单介绍调幅式和调频式测量转换电路。
）一、调幅式电路调幅式：以输出高频信号的幅度来反映电涡流探头与被测金属导体之间的关系。
图4-3：高频调幅式电路的原理框图。
调幅式缺点：电压放大器的放大倍数的漂移会影响测量精度，必须采取各种温度补偿措施。
二、调频式电路联系收音机，说明所谓调频式就是将探头线圈的电感量L与微调电容C0构成LC振荡器，以振荡器的频率f作为输出量。
电涡流传感器的转速测量
电涡流传感器的转速测量电涡流传感器被广泛应用于运动控制和检测领域中的转速测量。
本文将介绍电涡流传感器的原理、结构以及在转速测量中的应用。
电涡流传感器是一种非接触式传感器，它利用了涡流的感应效应来测量金属工件的位移或者运动状态。
当电磁感应线圈靠近金属工件时，感应线圈会感应到工件中由金属导体形成的涡流，涡流的大小和金属导体的电导率、磁导率以及感应线圈和导体的几何形状等因素有关。
通过适当的信号处理，可以将电涡流传感器测量到的涡流信号转换为金属工件的位移或者运动状态，如转速、振动等。
电涡流传感器的主要结构包括电磁感应线圈和导体探测头。
电磁感应线圈通常由一个或多个线圈组成，线圈绕制在一个铁芯内，在工作时线圈内通过交流信号激励。
当金属工件靠近电磁感应线圈时，线圈内会感应到导体中形成的涡流信号。
导体探测头通常采用钨合金或者陶瓷等材料制成，探头的尺寸和形状适度选择可以提高传感器的灵敏度和分辨率。
一般情况下，导体探测头被放置在电磁感应线圈的中心，直接与金属工件接触。
当金属工件靠近或者远离导体探测头时，涡流的大小和相位发生改变，通过测量这些变化可以得到金属工件的运动状态。
电涡流传感器在工业生产过程中广泛应用于转速测量领域。
最常见的应用是测量旋转机械的转速，例如发动机、电动机、风扇等。
传感器可以直接安装在旋转设备上，通过测量涡流信号的变化来计算设备的转速。
电涡流传感器的优点在于其非接触式测量方式，可以减少设备故障和损伤的风险。
传感器还有较高的测量精度和稳定性，适用于高速运动的设备。
为了提高传感器的测量精度和动态响应性能，需要考虑传感器结构的优化和信号处理算法的改进。
例如，采用双线圈结构可以将电磁噪声和周围环境干扰降至最低，同时可以增加信号的灵敏度。
针对传感器输出信号中的噪声和干扰，可以采用数字滤波算法和自适应差分放大器等方法进行信号处理，从而提高传感器的测量精度和可靠性。
总之，电涡流传感器的转速测量应用越来越广泛，未来还有很大的发展空间。
电涡流测转速课程设计
电涡流测转速课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电涡流传感器的工作原理，掌握电涡流测转速的基本概念。
2. 学生能描述电涡流测转速的数学模型，了解影响测量精度的因素。
3. 学生了解电涡流传感器在工业生产中的应用，认识到其重要性。
技能目标：1. 学生能操作电涡流测转速实验装置，完成转速的测量。
2. 学生能运用数据处理软件对测量数据进行处理，分析测量结果。
3. 学生能通过实际操作，提高动手能力，培养实验操作技巧。
情感态度价值观目标：1. 学生在电涡流测转速的学习过程中，培养对物理实验的兴趣和热情。
2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生认识到科学技术在实际应用中的价值，增强对科技创新的认识。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课，以实验为基础，注重理论与实践相结合。
学生特点：高二年级学生对物理有一定的基础，具备一定的实验操作能力和逻辑思维能力。
教学要求：结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新意识。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
1. 理论知识：- 电涡流传感器工作原理及其特性。
- 电涡流测转速的数学模型及影响精度的因素。
- 电涡流传感器在工业生产中的应用案例分析。
2. 实践操作：- 电涡流测转速实验装置的认识与操作。
- 测量数据的采集、处理与分析。
- 实验报告的撰写。
3. 教学大纲：- 第一课时：导入新课，介绍电涡流传感器及其工作原理。
- 第二课时：讲解电涡流测转速的数学模型，分析影响精度的因素。
- 第三课时：实际操作电涡流测转速实验，进行数据采集。
- 第四课时：数据处理与分析，撰写实验报告。
教学内容安排与进度：- 理论知识与实践操作相结合，每课时分配时间为2学时。
- 第一、二课时：讲解理论知识，结合教材相关章节，为学生提供学习资料。
- 第三课时：实验操作，现场演示并指导学生操作。
- 第四课时：数据处理与分析，指导学生完成实验报告。
传感器与检测技术项目式教程(第2版)第八章-电涡流式传感器
• 电涡流传感器的线圈与被测金属导体间是磁性耦合，电 涡流传感器是利用这种耦合程度的变化来进行测量的。
• （2）低频透射式。 • 由于金属板中产生涡流的大小 • 与金属板的厚度有关，金属板 • 越厚，则板内产生的涡流越大， • 削弱的磁力线越多，接收线圈 • 中产生的电势也越小。因此， • 可根据接收线圈输出电压的大 • 小，确定金属板的厚度。
• （6）用连接导线从主控台接入+15V直流电源到模块上 标有+15V的插孔中，同时主控台的“地”与实训模块的 “地”相连。
• （7）使测微头与传感器线圈端部有机玻璃平面接触，开 启主控箱电源开关（数显表读数能调到零的使接触时数 显表读数为零且刚要开始变化），记下数显表读数，然 后每隔0.2mm（或0.5mm）读一个数，直到输出几乎不 变为止。将结果列入表8-1中
置。下面举几例作以简介。
1．测量转速
假设转轴上开z 个槽(或齿)，频率计的读数为f （单位为Hz），则转轴的转速n（单位为r/min）的 计算公式为
• 3.实训步骤 • （1）根据图8-16安装电涡流传感器
• （2）观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。 • （3）将电涡流传感器输出线接入实训模块，作为振荡器
的一个元件。
• （4）在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感 器的被测体。
• （5）根据图 • 8-17进行接线， • 将实训模块输出 • 端Vo与数显单元 • 输入端Vi相接。 • 数显表量程切换 • 开关选择电压 • 20V挡。
（三）涡流传感器测量电路
• 1．电桥电路 • 静态时，电桥 • 平衡，桥路输 • 出UAB＝0。工 • 作时，传感器 • 接近被测体， • 电涡流效应等 • 效电感L发生 • 变化，测量电 • 桥失去平衡，即UAB≠0，经线性放大后送检波器检波后
电涡流信号与转速的关系公式
电涡流信号与转速的关系公式
电涡流信号与转速的关系公式为：转速= (2×π×f×r)/(α×z)，其中，f为输
出频率，r为电涡流式传感器到转轴心的距离，α为电涡流传感器灵敏度系数，z为机械件的齿轮数。
这个公式基于法拉第电磁感应定律和电涡流效应，当传感器靠近导体旋转时，导体内部会产生电涡流，在导体表面形成一个磁场并与传感器中的磁场相互作用，从而产生电压信号。
通过测量电压信号的频率和幅度，可以计算出导体旋转的速度和位置。
如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
自动检测技术及应用第四章电涡流传感器
圈周围产生交变磁场Φ 。如果将线圈靠近一块金
属导体，金属导体表面就产生电涡流i2。i2在金 属导体的纵深方向并不是均匀分布的，而只集中 在金属导体的表面，这称为趋肤效应。
交变磁场的频率f 越高，电涡流的渗透深度 就越浅，趋肤效应越严重。可以利用趋肤效应 来控制非电量的检测深度。
电涡流位移传感器的标定
在标定区域里，共设置多个测量点。首先调节千分 尺的读数为0.000mm。旋松探头夹具的调节螺母，使 探头与试件刚好接触，计算机测得探头绝对零位的输 出电压。然后旋动千分尺，使试件缓慢离开探头，每 隔设定的位移（例如0.8mm），测量电涡流传感器的 输出电压。
电涡流位移传感器的标定过程示意图
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响，例 如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁 导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感器 的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不确 定因素，一个或几个因素的微小变化就足以影 响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性测 量。 在用作定量测量时，必须采用逐点标定、 计算机线性纠正、温度补偿等措施。
圆形导线中的电缆电流趋肤效应示意图
a）直流电流时的均匀分布 b）中频电流时中心部位电密度减小 c）高频电流时，电流线趋向表面分布
二、电涡流线圈等效阻抗分析
设电涡流线圈在高频时的等效电阻为R1（大 于直流电阻），电感为L1。当有被测导体靠近 电涡流线圈时，则被测导体等效为一个短路环， 电涡流线圈L1与导体之间存在一个互感M。互 感随线圈与导体之间距离的减小而增大。
ΔUo或Δf，可以计算出与被检测物体的距离、振 动频率等参数。电涡流位移传感器属于非接触
电涡流传感器转速测量实验
电涡流传感器转速测量实验
电涡流传感器V-n 曲线图
U/V
转速n /r p m 电涡流传感器转速测量实验报告
⼀、实验⽬的：
了解电涡流传感器测量转速的原理与⽅法。
⼆、实验仪器：
电涡流传感器、转动源、+5V 、+4、±6、±8、±10V 直流电源、电涡流传感器模块
三、实验原理：
根据电涡流传感器对不同材质的被测物输出不同和静态位移特性，选择合适的⼯作点即可测量转速。
四、实验内容与步骤
1、将电涡流传感器安装到转动源传感器⽀架上，引出线接电涡流传感器实验模块。
2、合上主控台电源，选择不同电源+4V 、+6V 、+8V 、+10V 、12V （±6）、16V （±8）、20V （±10）、24V 驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后，记录驱动电压对应的转速，也可⽤⽰波器观测磁电传感器输出的波形。
五、数据分析与记录
1、数据记录表格
2、⽤matlab 绘制的V-n 曲线图如下图所⽰
3、电涡流传感器传感器测量转速原理
传感器线圈由信号激励，使它产⽣⼀个交变磁场，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，⽽此电涡流⼜将产⽣⼀交变磁场阻碍外磁场
的变化。
因此当被测体与传感器间的距离改变时，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。
六、实验报告
1．分析电涡流传感器传感器测量转速原理。
2．根据记录的驱动电压和转速，作V-n曲线。
电涡流传感器详解
电涡流传感器详解一、电涡流传感器的基本类型分为高频反射式电涡流传感器和低频透射式电涡流传感器。
激励频率的选择原则为：待测导体的厚度大，应选择较低的激励频率以保证线性度，反之则使用较高激励频率以提高灵敏度。
二、电涡流传感器的典型应用电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。
对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。
胀差测量斜坡式胀差测量补偿式胀差测量双斜面胀差测量振动测量轴位移测量轴心轨迹测量差动测量动力膨胀转子动平径向运动分析转速和相位差测试转速测量表面不平整度测量裂痕测量非导电材料厚度测量金属元件合格检测轴承测量换向片测量1、相对振动测量测量径向振动，可以由它分析轴承的工作状态，还可以看到分析转子的不平衡，不对中等机械故障。
电涡流传感器系统可以提供对于下列关键或是基础机械状态监测所需要的信息：●工业透平，蒸汽/燃气●压缩机，径向/轴向●膨胀机●动力发电透平，蒸汽/燃气/水利●发动马达●发动机●励磁机●齿轮箱●泵●风箱●鼓风机●往复式机械（1）相对振动测量（小型机械）振动测量同样可以用于对一般性的小型机械进行连续监测。
电涡流传感器系统可为如下各种机械故障的早期判别提供重要信息：●轴的同步振动●油膜失稳●转子摩擦●部件松动●轴承套筒松动●压缩机踹振●滚动部件轴承失效●径向预载，内部/外部包括不对中●轴承巴氏合金磨损●轴承间隙过大，径向/轴向●平衡（阻气）活塞●联轴器“锁死”磨损/失效●轴裂纹●轴弯曲●齿轮咬合问题●电动马达空气间隙不匀●叶轮通过现象●透平叶片通道共振（2）偏心测量偏心是在低转速的情况下，电涡流传感器系统可对轴弯曲的程度进行测量，这些弯曲可由下列情况引起：●原有的机械弯曲●临时温升导致的弯曲●重力弯曲●外力造成的弯曲偏心的测量，对于评价旋转机械全面的机械状态，是非常重要的。
电涡流传感器转速测量实验
电涡流传感器V-n 曲线图
U/V
转速n /r p m 电涡流传感器转速测量实验报告
一、实验目的：
了解电涡流传感器测量转速的原理与方法。
二、实验仪器：
电涡流传感器、转动源、+5V 、+4、±6、±8、±10V 直流电源、电涡流传感器模块
三、实验原理：
根据电涡流传感器对不同材质的被测物输出不同和静态位移特性，选择合适的工作点即可测量转速。
四、实验内容与步骤
1、将电涡流传感器安装到转动源传感器支架上，引出线接电涡流传感器实验模块。
2、合上主控台电源，选择不同电源+4V 、+6V 、+8V 、+10V 、12V （±6）、16V （±8）、20V （±
10）、24V 驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后，记录驱动电压对应的转速，也可用示波器观测磁电传感器输出的波形。
五、数据分析与记录
1、数据记录表格
2、用matlab 绘制的V -n 曲线图如下图所示
3、电涡流传感器传感器测量转速原理
传感器线圈由信号激励，使它产生一个交变磁场，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，而此电涡流又将产生一交变磁场阻碍外
磁场的变化。
因此当被测体与传感器间的距离改变时，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。
六、实验报告
1．分析电涡流传感器传感器测量转速原理。
2．根据记录的驱动电压和转速，作V-n曲线。
各类传感器测速性能比较实验
各类传感器测速性能比较实验一、实验目的比较各类传感器对测速实验的性能差异。
二、实验要求通过实验二十（霍尔测速实验）、实验二十一（磁电式传感器测速实验）、实验二十八（电涡流传感器测转速实验）、实验三十一（光纤传感器测速实验）以及实验三十二（光电转速传感器的转速测量实验），获得实验数据，进而对实验数据进行比较，获得各传感器测速的性能。
三、基本原理（一）霍尔测速实验：利用霍尔效应表达式UH = KHIB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，圆盘每转一周，磁场就变化N次，霍尔电势相应变化N次，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速（转速=60*频率/12）。
（二）磁电式传感器测速实验：基于电磁感应原理，N匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势：发生变化，因此当转盘上嵌入N 个磁钢时，每转一周线圈感应电势产生N次变化，通过放大、整形和计数等电路即可测量转速。
（三）电涡流传感器测转速实验：利用电涡流的位移传感器及其位移特性，当被测转轴的端面或径向有明显的位移变化（齿轮、凸台）时，就可以得到相应的电压变化量，再配上相应电路测量转轴转速。
本实验请实验人员自己利用电涡流传感器和转动源、数显单元组建。
（四）光纤传感器测速实验：利用光纤位移传感器探头对旋转体被测物反射光的明显变化产生的电脉冲，经电路处理即可测量转速。
（五）光电转速传感器的转速测量实验：光电式转速传感器有反射型和直射型两种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电管，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉冲计数处理即可得到转速值。
四、主要器件及单元霍尔式传感器、磁电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器、直流源±15V、转速调节2~24V，转动源模块、光纤传感器实验模块、+5V直流电源、转动源单元及转速调节2-24V、数显转速/频率表。
THQC-1型 实验指导书
目录目录 (1)实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (3)实验二金属箔式应变片——半桥性能实验 (6)实验三金属箔式应变片——全桥性能实验 (8)实验四直流全桥的应用——电子称实验 (10)实验五移相实验 (11)实验六相敏检波实验 (12)实验七交流全桥性能测试实验 (15)实验八交流激励频率对全桥的影响 (17)实验九交流全桥振幅测量实验 (18)实验十扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验 (19)实验十一差动变压器性能实验 (21)实验十二差动变压器零点残余电压补偿实验 (23)实验十三激励频率对差动变压器特性的影响实验 (24)实验十四差动电感式传感器位移特性实验 (25)实验十五电容式传感器的位移特性实验 (27)实验十六电容传感器动态特性实验 (29)实验十七直流激励时霍尔传感器的位移特性实验 (30)实验十八交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 (31)实验十九霍尔测速实验 (32)实验二十磁电式传感器的测速实验 (33)实验二十一压电式传感器振动实验 (34)实验二十二电涡流传感器的位移特性实验 (36)实验二十三被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 (38)实验二十四电涡流传感器转速测量实验 (39)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (40)实验二十六光纤传感器位移特性实验 (41)实验二十七光纤传感器的测速实验 (43)实验二十八光电转速传感器的转速测量实验 (44)实验二十九智能调节仪温度控制实验 (45)实验三十集成温度传感器的温度特性实验 (48)实验三十一铂热电阻温度特性测试实验 (50)实验三十二K型热电偶测温实验 (52)实验三十三E型热电偶测温实验 (55)实验三十四PN结温度特性测试实验 (57)实验三十五气敏（酒精）传感器实验 (59)实验三十六气敏（可燃气体）传感器实验 (60)实验三十七湿敏传感器实验 (61)实验三十八F/V转换实验 (62)实验三十九智能调节仪转速控制实验 (63)实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
电涡流传感器基本原理以及转速测量的完整实例演示含原理图复习过程
电涡流传感器基本原理以及转速测量的完整实例演示含原理图电涡流传感器原理图1、什么是电涡流效应？电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，且呈闭合回路，类似于水涡流形状，故称之为电涡流也叫做电涡流效应，其实是电磁感应原理的延伸。
注意：电涡流传感器要求被测体必须是导体。
传感器探头里有小型线圈，由控制器控制产生震荡电磁场，当接近被测体时，被测体表面会产生感应电流，而产生反向的电磁场。
这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。
2、电涡流传感器的工作原理与结构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。
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3、电涡流传感器的实际应用n=(f/N)*604、使用电涡流传感器时的注意事项对被测体的要求为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间，如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器，就必须考虑是否会产生交叉干扰，两个探头之间一定要保持规定的距离，被测体表面积应为探头直径3倍以上，当无法满足3倍的要求时，可以适当减小，但这是以牺牲灵敏度为代价的，一般是探头直径等于被测体表面积时，灵敏度降低至70%，所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。
对工作的温度的要求一般进口涡流传感器最高温度不大于180℃，而国产的只能达到120℃，并且这些数据来源于生产厂家，其中有很大的不可靠性，据相关的各种资料分析，实际上，工作温度超过70℃时，电涡流传感器的灵敏度会显著降低，甚至会造成传感器的损坏。
电涡流位移传感器的原理
电涡流位移传感器的工作原理:电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。
它是一种非接触的线性化计量工 具。
电涡流传感器能准确测量被测体 间静态和动态的相对位移变化。
在高速旋转机械和往复式运动机 械状态分析，振动研究、分析测 量中，对非接触的高精度振动、 位移信号，能连续准确地采集到 转子振动状态的多种参数。
如轴 的径向振动、振幅以及轴向位置。
电涡流传感器以其长期工作可靠 性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状 态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态, 主要取决于其核心一转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴 的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩 擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。
根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中 或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电 流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。
而根据电涡流效应 制成的传感器称为电涡流式传感器。
（必须是金属导体）与探头端面之 图1-2电涡流作用原理图前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈, (「 (<' --------- VV -------A f 戦测金屈导伟图卜4传感器输出特性曲线在探头头部的线圈中 产生交变的磁场。
当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生 感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反 的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到 改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的 几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离 等参数有关。
通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性， 则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率 6、磁导 率E 、尺寸因子T 、头部体线圈与金属导体表面的距离 D 电流强 度I 和频率3参数来描述。
电涡流传感器的转速测量
电涡流传感器的转速测量电涡流传感器的转速测量在生产生活中有很多有旋转功能的仪器，我们都需要对它们的转速进行不间断的测量，这样才能确保这个仪器能够更好的进行工作，这都需要电涡流传感器的协助，下面中国传感器交易网的专家来给大家介绍一下电涡流传感器是如何进行转速测量的。
对于所有旋转机械而言，都需要监测旋转机械轴的转速，转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。
旋转测量通常有以下几种传感器可选：电涡流转速传感器、无源磁电转速传感器、有源磁电转速传感器等。
具体需要选择那类传感器，则要根据转速测量的要求转速等，转速发生装置有以下几种：用标准的渐开的线齿数（M1～M5）作转速发生信号，在转轴上开一键槽、在转轴在转轴上开孔眼、在轴转上凸键等转速发生信号装置。
无源磁电式传感器是针对测齿轮而设计的发电型传感器（无源），不适合测零转速和较低转速，因低频时，幅值信号小，抗干扰能力差，它不需要供电。
有源磁电式传感器采用了电源供电，输出波形为矩形波，具有负载驱动能力，适合测量0.03HZ以上转速信号。
而电涡流传感器测量转速的优越性是其它任何传感器测量没法比的，它既能响应零转速，也能响应高转速。
对于被测体转轴的转速发生装置要求也很低，被测体齿轮数可以很小，被测体也可以是一个很小的孔眼，一个凸键，一个小的凹键。
电涡流传感器测转速，通常选用φ3mm、φ4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm的探头。
转速测量频响为0～10KHZ。
电涡流传感器测转速，传感器输出的信号幅值较高（在低速和高速整个范围内）抗干扰能力强。
作转速测量的电涡流传感器有一体化和分体两种。
一体化电涡流转速传感器取消前置器放大器、安装方便、适用于工作温度在–20℃～100℃的环境下，带前置器放大器的电涡流传感器适合在–50℃～250℃的工作环境中。
以上就是电涡流传感器的转速测量的简单介绍，不知道大家周围是否有需要测量转速的仪器呢？如果有的话可以进行观察这个测量过程。
电涡流位移传感器的原理
电涡流位移传感器的工作原理:电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。
它是一种非接触的线性化计量工具。
电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。
在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析，振动研究、分析测量中,对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数.如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。
电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。
从转子动力学、轴承学的理论上分析,大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心-转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态,对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。
根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。
而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器.前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。
当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流,与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗）,这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。
通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。
则线圈特征阻抗可用Z=F（τ，ξ, б, D, I，ω）函数来表示。
通常我们能做到控制τ，ξ，б，I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。
电涡流行程传感器及转速测量
中国石油大学 传感器 实验报告 成 绩：班级： 姓名： 同组者： 教师：电涡流行程传感器及转速测量【实验目的】1. 了解电涡流传感器的原理及被测体材料对涡流传感器的影响。
2. 学会用示波器观察激振状态下的调制波形。
3. 学会用频率计、转速表测量转速。
【实验原理】1. 电涡流传感器工作原理如果将一个绕在骨架上的空心线圈与正弦交流电源接通,流过线圈的电流会在线圈周围空间产生交变磁场。
当将导电的金属接近该线圈时，金属导体中会感应出一圈圈自相闭合的电流，这种电流称为“电涡流”，如图2-1（a ）所示。
涡流的大小和金属导体的电阻率ρ，磁导率μ、厚度t 、线圈与金属导体的距离X ，以及线圈励磁电流的交变频率ω等参数有关。
如果固定其中某些参数，就可根据涡流的大小来测量出另外一些参数。
图2-1 电涡流传感器作用原理及等效电路为了简化问题，我们把金属导体理解为一个短路线圈，图2-1（b ）所示为电涡流传感器与被测体的等效电路。
其中1R 、1L 为空心线圈的电阻和电感;2R 、2L 为短路线圈的电阻和电感;而M 则为两线圈的互感。
根据等效电路可写出两个电压平衡方程式： E MI j I L j I R =-+21111ωω022221=++-I L j I R MI j ωω （2-1）将该方程联立求解可得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+++=22222221222222211)()(L L R ML j R L R M R EI ωωωωωω （2-2） 22222121222212L R I MR j I L M L j R MI j I ωωωωω++=+= （2-3） 由（2-2）式可得空心线圈的总阻抗为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+++==22222221222222211)()(L L R M L j L R M R R I E Z ωωωωωω （2-4） 根据（2-4）式可进一步求出空心线圈的等效电阻eq R 、等效电感eq L 和等效品质因数eq Q ，即：22222221)(R L R M R R eq ωω++= （2-5）22222221)(L L R M L L eq ωω++= （2-6） 222222122222221)()(L R M R L L R M L Q eq ωωωωω++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-= （2-7） 由此可见，当线圈接近导体时，电器参数Z 、eq R 、eq L 、eq Q 等均为互感M 的函数,即为涡流线圈与金属导体间距离X 的函数。
《现代测试技术》实验
本课程主要使用金属箔式电阻应变片、电容式传感器发、霍尔式传感器、电涡流式传感器四种传感器，以及实验公共电路模块和四种相应的传感器实验模块。
实验公共电路模块：提供所有实验中所需的电桥、差动放大器、低通滤波器、电荷放大器、移项器、相敏检波器等公用电路。
应变式传感器实验模块（包含电阻应变及压力传感器）：金属箔式标准商用称重传感器（带加热及温度补偿）、悬臂梁结构金属箔式、半导体应变、MPX扩散硅压阻式传感器、放大电路。
电容式传感器实验模块：同轴式差动电容组成的双T电桥检测电路，精密位移导轨。
霍尔传感器实验模块：霍尔传感器、梯度磁场、变换电路及日本进口高精度位移导轨。
电涡流传感器实验模块：电涡流探头、变换电路及日本进口精密位移导轨。
常用信号的观察实验目的1．了解常用信号的波形和特点。
2．了解相应信号的参数。
3．学习示波器的使用。
实验内容1. 观察常用信号：(1) 正弦波；(2) 方波；(3) 三角波；(4) 锯齿波；(5) y=sin(nx)·sin(mx)。
2. 用THBCC-1实验平台产生波形信号，利用示波器测量信号，读取信号的幅值与频率，绘制信号波形。
实验设备和工具1．THBCC-1型信号与系统、控制理论及计算机控制技术实验平台，如图3所示；2．双踪示波器，或者用已安装的相关软件、串口通信线1根。
图3 THBCC-1型实验平台实验原理波形发生器可以给出希望的标准波形信号，是信号分析与处理实验中不可或缺的实验仪器。
信号的描述可以是数学表达式也可以是函数图形，即信号波形。
示波器是显示信号波形的一种实用仪器，利用示波器可以方便地显示波形的幅值与频率(周期)，也可以方便地进行不同波形的比较。
实验要求1. 正确认识实验仪器设备的功能与使用方法。
2. 正确观察、记录实验数据与曲线。
3. 正确进行相关理论分析。
4. 实验报告完整无误。
主要包括：实验仪器设备的使用、实验数据与曲线、理论分析、回答思考题、总结收获。
基于电涡流传感器的转速测量方法研究
基于电涡流传感器的转速测量方法研究一、概述转速是指物体每分钟旋转的圈数，是工程领域中非常重要的一个参数。
对于旋转机械来说，准确测量转速对于确保其安全运行和性能优化至关重要。
研究和开发高精度、高稳定性的转速测量方法具有重要的工程意义。
在转速测量领域，电涡流传感器因其灵敏度高、响应速度快等特点而备受关注。
本文将就基于电涡流传感器的转速测量方法进行深入研究和探讨。
二、电涡流传感器原理电涡流传感器是一种利用涡流效应来测量金属导体表面缺陷、检测导体材料性能以及测量金属导体表面材料性能的非接触式传感器。
其原理是当导体材料表面有磁场穿过时，会产生涡流，从而改变磁场的感应电动势，通过测量感应电动势的大小来反推导体材料的性能。
三、基于电涡流传感器的转速测量方法1. 传统测量方法的局限性对于传统的转速测量方法来说，例如光电传感器、霍尔传感器等，存在着测量范围窄、受环境光线影响大、易受外界干扰等问题，难以满足工程领域对于高精度、高稳定性转速测量的需求。
2. 基于电涡流传感器的转速测量方法相比之下，基于电涡流传感器的转速测量方法具有灵敏度高、抗干扰性强、响应速度快等优势。
该方法利用了磁场穿过导体产生的涡流效应来间接测量旋转物体的转速，具有在高速、高温、腐蚀等特殊环境下工作的能力。
3. 技术改进与发展近年来，随着电涡流传感器技术的不断改进和发展，基于其的转速测量方法在工业领域得到了广泛的应用。
研究人员对传感器的结构、材料、信号处理算法等方面进行了深入的研究和优化，不断提高了其转速测量的精度和稳定性。
四、个人观点和总结基于电涡流传感器的转速测量方法在工业领域有着广阔的应用前景。
通过综合考虑电涡流传感器的原理特点，我们可以设计出更加精确、可靠的转速测量系统，满足不同工况下对于转速测量的需求。
我对于该方法的研究和发展深表认同，相信随着技术的不断创新，基于电涡流传感器的转速测量方法将会迎来更加广阔的发展空间。
基于电涡流传感器的转速测量方法具有重要的工程价值，对其进行深入研究和探讨有利于推动相关领域的技术进步和应用发展。
传感器试题及答案解析考试必备
传感器试题及答案解析考试必备试题（一）学号：姓名：学校：考生请注意：满分100分，考试时间为120分钟。
一、选择题标准答案题要求：每题只有一个正确标准答案案，选择正确给分，不正确不给分。
）1. 电涡流式速度传感器测量轴的转速，当轴的转速为50r/min 时，输出感应电动势的频率为50Hz，则测量齿轮的齿数为（A）A．60 B．120 C．180 D．2402．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C ）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变3.压电传感器 B 电容传感器 C 电阻传感器 D 电感传感器13.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，选择（ C ）的测量转换电路。
A．单臂半桥 B.双臂半桥 C.全桥4.半导体应变片的工作原理是基于（A）A.压阻效应B.热电效应C.压电效应D.压磁效应5. 变气隙型位移传感器的自感L与气隙厚度δ的关系是（A）A.非线性关系B.线性关系C.对称关系D.互补关系6.变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（ A ）A.增加B.减小C.不变7.变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（ A ）A.增加B.减小C.不变8.电磁炉主要是应用了下面哪种技术？( B )A. 微波；B. 电涡流；C. 热电式；D. 红外9.欲检测金属表面裂纹采用的传感器是（B）A 压磁式B 电涡流式C 气敏式D 光纤式10．下列线位移传感器中，测量范围最大的类型是（B）A 变气隙自感式B 差动变压器式C 电涡流式D 变极距电容式11.电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（B）外是线性的。
A. 变面积型B. 变极距型C. 变介电常数型12. 在下列传感器中，将被测物理量的变换量直接转换为电荷变化量的是（A）A 差动电桥由环境温度变化引起的误差为( A )二、判断对错题，2.半导体应变片缺点是温度系数大。
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电涡流传感器的转速测量在生产生活中有很多有旋转功能的仪器，我们都需要对它们的转速进行不间断的测量，这样才能确保这个仪器能够更好的进行工作，这都需要电涡流传感器的协助，下面中国传感器交易网的专家来给大家介绍一下电涡流传感器是如何进行转速测量的。
对于所有旋转机械而言，都需要监测旋转机械轴的转速，转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。
旋转测量通常有以下几种传感器可选：电涡流转速传感器、无源磁电转速传感器、有源磁电转速传感器等。
具体需要选择那类传感器，则要根据转速测量的要求转速等，转速发生装置有以下几种：用标准的渐开的线齿数（M1～M5）作转速发生信号，在转轴上开一键槽、在转轴在转轴上开孔眼、在轴转上凸键等转速发生信号装置。
无源磁电式传感器是针对测齿轮而设计的发电型传感器（无源），不适合测零转速和较低转速，因低频时，幅值信号小，抗干扰能力差，它不需要供电。
有源磁电式传感器采用了电源供电，输出波形为矩形波，具有负载驱动能力，适合测量0.03HZ以上转速信号。
而电涡流传感器测量转速的优越性是其它任何传感器测量没法比的，它既能响应零转速，也能响应高转速。
对于被测体转轴的转速发
生装置要求也很低，被测体齿轮数可以很小，被测体也可以是一个很小的孔眼，一个凸键，一个小的凹键。
电涡流传感器测转速，通常选用φ3mm、φ4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm的探头。
转速测量频响为0～10KHZ。
电涡流传感器测转速，传感器输出的信号幅值较高（在低速和高速整个范围内）抗干扰能力强。
作转速测量的电涡流传感器有一体化和分体两种。
一体化电涡流转速传感器取消前置器放大器、安装方便、适用于工作温度在–20℃～100℃的环境下，带前置器放大器的电涡流传感器适合在–50℃～250℃的工作环境中。
以上就是电涡流传感器的转速测量的简单介绍，不知道大家周围是否有需要测量转速的仪器呢？如果有的话可以进行观察这个测量过程。