电涡流传感器PPT课件
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集肤效应与激励源频率f、工件的电导率
、磁导率等有关。频率f越高,电涡流的
渗透的深度就越浅,集肤效应越严重。
2020/3/18
4
二、等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的 函数表达式为:
Z=R+jωL=f(i1、f、、、r、x) (4-1)
检测深度与激励源频率有何关系?
如果控制上式中的i1、f、、、r不变,电
电涡流传感器
本章学习电涡流传感器的 原理及应用,并涉及接近开关 的原理、结构、特性参数及应 用。
2020/3/18
1
第一节 电涡流传感器工作原理
电涡流效应演示
2020/3/18
当电涡流线
圈与金属板的距
离x 减小时,电 涡流线圈的等效
电感L 减小,等 效电阻R 增大。 感抗XL 的变化比 R 的变化 大 得 多,流过电涡流
2020/3/18
16
鉴频器特性
使用 鉴频器可 以将f 转 换为电压 Uo
2020/3/18
鉴频器的输出电压与输入频率成正比
17
鉴频器在调频式电路中的应用
设电路参数如上页, 计算电涡流线圈未接近 金属时的鉴频器输出电 压Uo0 ;若电涡流线圈靠 近金属后,电涡流探头
的输出频率f 上升为
500kHz,f 为多少?输 出电压Uo又为多少?
变,电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数,这 样就成为非接触地测量位移的传感器。
多种用途:如果控制x、i1、f不变,就可以用来检
测与表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数, 或者用来检测与材料磁导率有关的材料型号、表面硬
度等参数。
2020/3/18
6
电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理
2020/3/18
涡流线圈的阻抗Z就成为哪个非电量的单值函数? 属于接触式测量还是非接触式测量?
2020/3/18
5
等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制:由于存在集肤效应,电 涡流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f, 可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低,检测深度越深。
间距x的测量:如果控制上式中的i1、f、、、r不
线圈的电流 i1 增 大。
2
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
2020/3/18
3
集肤效应
图4-1是电涡流传感器工作原理示意图。当高频 (100kHz左右)信号源产生的高频电压施加到一个靠 近金属导体附近的电感线圈L1时,将产生高频磁场H1。 如被测导体置于该交变磁场范围之内时,被测导体就 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,这称为集肤效应 (也称趋肤效应)。
高频电 流通过励磁 线圈,产生 交变磁场, 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流, 使锅底自行 发热,烧开 锅内的食 物。
8
来自百度文库
第二节 电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
电涡流探头内部结构
1—电涡流线圈 2—探头壳体 3—壳体上的位置调节螺纹 4—印制线路板 5—夹持螺母 6—电源指示灯
7—阈值指示灯 8—输出屏蔽电缆线 9—电缆插头
当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时,电涡流 线圈的电感量L 也随之改变,引起LC 振荡器的输出 频率变化,此频率可直接用计算机测量。如果要用模
拟仪表进行显示或记录时,必须使用鉴频器,将f转 换为电压Uo 。
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15
并联谐振回路的谐振频率
f 1
2 LC0
4-3
设电涡流线圈的电感量L=0.8mH, 微调电容C0=200pF,求振荡器的频率f 。
2020/3/18
10
CZF-1系列传感器的性能
分析上表请得出结论:
探头的直径与测量范围及分辨力之间 有何关系?
2020/3/18
11
大直径电涡流探雷器
2020/3/18
12
第三节 测量转换电路
一、调幅式(AM)电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz) 用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流,引
2020/3/18
18
本章作业: P75:2、6、7
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19
起电涡流线圈端电压的衰减,再经高放、检波、低放电路,最
终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响(例如 两者之间的距离等参数)。
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部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数
人的手、泥土或装满水的玻璃杯能对振荡 器的振幅产生明显的衰减吗?为什么?
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二、调频(FM)式电路(100kHz~1MHz)
、磁导率等有关。频率f越高,电涡流的
渗透的深度就越浅,集肤效应越严重。
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二、等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的 函数表达式为:
Z=R+jωL=f(i1、f、、、r、x) (4-1)
检测深度与激励源频率有何关系?
如果控制上式中的i1、f、、、r不变,电
电涡流传感器
本章学习电涡流传感器的 原理及应用,并涉及接近开关 的原理、结构、特性参数及应 用。
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第一节 电涡流传感器工作原理
电涡流效应演示
2020/3/18
当电涡流线
圈与金属板的距
离x 减小时,电 涡流线圈的等效
电感L 减小,等 效电阻R 增大。 感抗XL 的变化比 R 的变化 大 得 多,流过电涡流
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鉴频器特性
使用 鉴频器可 以将f 转 换为电压 Uo
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鉴频器的输出电压与输入频率成正比
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鉴频器在调频式电路中的应用
设电路参数如上页, 计算电涡流线圈未接近 金属时的鉴频器输出电 压Uo0 ;若电涡流线圈靠 近金属后,电涡流探头
的输出频率f 上升为
500kHz,f 为多少?输 出电压Uo又为多少?
变,电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数,这 样就成为非接触地测量位移的传感器。
多种用途:如果控制x、i1、f不变,就可以用来检
测与表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数, 或者用来检测与材料磁导率有关的材料型号、表面硬
度等参数。
2020/3/18
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电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理
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涡流线圈的阻抗Z就成为哪个非电量的单值函数? 属于接触式测量还是非接触式测量?
2020/3/18
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等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制:由于存在集肤效应,电 涡流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f, 可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低,检测深度越深。
间距x的测量:如果控制上式中的i1、f、、、r不
线圈的电流 i1 增 大。
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电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
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集肤效应
图4-1是电涡流传感器工作原理示意图。当高频 (100kHz左右)信号源产生的高频电压施加到一个靠 近金属导体附近的电感线圈L1时,将产生高频磁场H1。 如被测导体置于该交变磁场范围之内时,被测导体就 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,这称为集肤效应 (也称趋肤效应)。
高频电 流通过励磁 线圈,产生 交变磁场, 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流, 使锅底自行 发热,烧开 锅内的食 物。
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来自百度文库
第二节 电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
电涡流探头内部结构
1—电涡流线圈 2—探头壳体 3—壳体上的位置调节螺纹 4—印制线路板 5—夹持螺母 6—电源指示灯
7—阈值指示灯 8—输出屏蔽电缆线 9—电缆插头
当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时,电涡流 线圈的电感量L 也随之改变,引起LC 振荡器的输出 频率变化,此频率可直接用计算机测量。如果要用模
拟仪表进行显示或记录时,必须使用鉴频器,将f转 换为电压Uo 。
2020/3/18
15
并联谐振回路的谐振频率
f 1
2 LC0
4-3
设电涡流线圈的电感量L=0.8mH, 微调电容C0=200pF,求振荡器的频率f 。
2020/3/18
10
CZF-1系列传感器的性能
分析上表请得出结论:
探头的直径与测量范围及分辨力之间 有何关系?
2020/3/18
11
大直径电涡流探雷器
2020/3/18
12
第三节 测量转换电路
一、调幅式(AM)电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz) 用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流,引
2020/3/18
18
本章作业: P75:2、6、7
2020/3/18
19
起电涡流线圈端电压的衰减,再经高放、检波、低放电路,最
终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响(例如 两者之间的距离等参数)。
2020/3/18
13
部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数
人的手、泥土或装满水的玻璃杯能对振荡 器的振幅产生明显的衰减吗?为什么?
2020/3/18
14
二、调频(FM)式电路(100kHz~1MHz)