电涡流传感器
电涡流传感器 参数
电涡流传感器参数
电涡流传感器是一种非接触式传感器，常用于测量金属表面的位移、振动、厚度和导电性材料的缺陷检测。
它的工作原理是利用感应电流产生的涡流来检测金属表面的变化。
以下是电涡流传感器的一些参数：
1. 灵敏度，电涡流传感器的灵敏度是指其对于被测量物理量的响应程度。
通常以单位输入量引起的输出变化来衡量。
2. 频率范围，电涡流传感器的工作频率范围通常是指其能够有效地检测到变化的频率范围。
这个参数对于不同应用场景的选择非常重要。
3. 分辨率，电涡流传感器的分辨率是指其能够检测到的最小变化量。
通常以输入信号的最小变化引起的输出变化来衡量。
4. 线性度，电涡流传感器的线性度是指其输出信号与输入信号之间的线性关系程度。
较高的线性度意味着传感器输出信号与输入信号呈线性关系，便于数据处理和分析。
5. 工作温度范围，电涡流传感器的工作温度范围是指其能够正常工作的温度范围。
这个参数对于在不同环境条件下的应用非常重要。
6. 响应时间，电涡流传感器的响应时间是指其从接收到输入信号到产生输出信号的时间间隔，通常以毫秒或微秒计算。
7. 线圈尺寸，电涡流传感器的线圈尺寸对于其适用范围和测量精度有很大影响。
不同尺寸的线圈适用于不同大小或形状的被测金属表面。
以上是电涡流传感器的一些参数，这些参数将影响传感器的适用场景、测量精度和性能表现，选择合适的参数对于特定的应用非常重要。
电涡流传感器的工作原理
电涡流传感器的工作原理
电涡流传感器是一种非接触式的测量传感器，它利用电涡流效应来检测目标物体的位置、形状和材料特性。
其工作原理如下：
1. 电涡流效应：当一个导体材料处于磁场中，通过导体的磁感应线圈，会形成一个环流在导体中流动。
这种环流被称为电涡流。
电涡流会在导体内部产生电阻，导致能量损失和热量产生。
2. 磁场感应：电涡流传感器通过磁感应线圈产生一个交变磁场。
当材料靠近传感器时，磁场感应到目标物体，并且导致目标物体内部也产生电涡流。
3. 电涡流的影响：目标物体产生的电涡流会改变传感器线圈的电感值和电阻值，从而影响传感器的输出信号。
这种改变与目标物体的特性（如电导率、导电材料的尺寸和形状等）相关。
4. 信号检测：传感器将输出信号传递给信号处理器，通过测量电感和电阻的变化来确定目标物体的位置、形状和材料特性。
总的来说，电涡流传感器通过感应目标物体内部的电涡流来检测目标物体的特性。
通过分析和处理传感器输出的信号，可以实现对目标物体的测量。
电涡流传感器(位移)
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1 电涡流式传感器原理
电涡流探头结构
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
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2 电涡流传感器测量电路
电桥测量电路 在进行测量时，由于传感器线圈的阻抗发生变化，使电桥 失去平衡，将电桥不平衡造成的输出信号进行放大并检波， 就可得到与被测量成正比的输出。 谐振法 谐振法主要有调幅式电路和调频式电路两种基本形式。调 幅式由于采用了石英晶体振荡器，因此稳定性较高，而调 频式结构简单，便于遥测和数字显示。
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1 电涡流式传感器原理
高频反射电涡流传感器等效电路
R
M
R
1
U
·
1
I
·
1
I
L
1
·
2
L
2
Z1=R+jωL1 RI1+jωL1I1-jωMI2=U1 -jωMI1+R1I2+jωL2I2=0
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1 电涡流式传感器原理
传感器线圈的等效阻抗
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1 电涡流式传感器原理
电涡流传感器分类 涡流传感器在金属体上产生的电涡流， 涡流传感器在金属体上产生的电涡流，其渗透深度从传感器线圈自身 原因来讲主要与励磁电流的频率有关， 原因来讲主要与励磁电流的频率有关，所以涡流传感器主要可分高频 反射的低频投射两类。 反射的低频投射两类。
电涡 传感 （
电涡流传感器结构
电涡流传感器结构电涡流传感器是一种常用的非接触式传感器，它利用电涡流效应来测量物体的位置、速度和形状等参数。
本文将从电涡流传感器的结构、工作原理和应用领域等方面进行详细介绍。
一、电涡流传感器的结构电涡流传感器的主要部件包括传感器头、激励线圈、接收线圈和信号处理电路等。
1. 传感器头：传感器头是电涡流传感器的核心部件，它通常由铜或铝制成。
传感器头的外形多为圆柱形，底部设置了一个槽口，用于安装激励和接收线圈。
2. 激励线圈：激励线圈通过通电产生交变磁场，激励物体产生电涡流。
激励线圈通常由多层绕组构成，以增强磁场的强度和稳定性。
3. 接收线圈：接收线圈用于检测物体产生的电涡流，并将其转化为电信号。
接收线圈通常与激励线圈相互独立，但它们之间的距离很近，以提高传感器的灵敏度和响应速度。
4. 信号处理电路：信号处理电路对接收到的电信号进行放大、滤波和解调等处理，以获得准确的测量结果。
信号处理电路通常由模拟电路和数字电路组成，可以根据不同的应用需求进行设计。
二、电涡流传感器的工作原理电涡流传感器的工作原理基于电磁感应和电涡流效应。
当激励线圈通电时，会在传感器头附近产生一个交变磁场。
当传感器头靠近导电物体时，物体内部会感应出一个感应电流，即电涡流。
这个电涡流的方向和大小与物体的导电性、形状和相对速度等因素有关。
接收线圈检测到电涡流的变化，并将其转化为电信号。
信号处理电路对接收到的电信号进行处理，得到物体的位置、速度和形状等参数。
三、电涡流传感器的应用领域电涡流传感器广泛应用于工业自动化、航空航天、汽车制造、医疗设备等领域。
1. 位移测量：电涡流传感器可用于测量物体的位移，如测量机械零件的偏心量、轴向位移等。
2. 速度测量：电涡流传感器可以测量物体的速度，如测量转子的转速、涡轮的叶片速度等。
3. 形状测量：电涡流传感器可以测量物体的形状，如测量管道的弯曲程度、板材的变形等。
4. 材料检测：电涡流传感器可以用于检测材料的导电性和缺陷，如检测金属管道的腐蚀程度、焊接接头的质量等。
电涡流式传感器测速原理
电涡流式传感器测速原理一、引言电涡流式传感器是一种常用于测速的传感器，它通过利用涡流的产生和感应原理，实现对物体运动速度的测量。
本文将详细介绍电涡流式传感器的原理、工作过程以及在测速领域的应用。
二、电涡流效应电涡流是一种由交变磁场引起的涡旋电流，它会在导体内部产生感应电流。
当导体相对于磁场运动时，磁场变化会导致涡流的产生，涡流进一步产生与之反向的磁场，从而减弱原始磁场。
这种现象被称为电涡流效应。
三、电涡流式传感器的结构电涡流式传感器通常由激励线圈和接收线圈组成。
激励线圈产生一个变化的磁场，而接收线圈用于检测涡流的感应信号。
当被测物体在传感器附近运动时，它会影响激励磁场的分布，进而改变产生的涡流情况，接收线圈可以感应到这些变化。
通过分析接收线圈的输出信号，我们可以得到物体的运动速度信息。
四、电涡流式传感器的工作原理1.传感器激励线圈通过加电产生一个变化的磁场。
2.传感器附近的物体在运动过程中与激励磁场相互作用，产生涡流。
3.涡流的存在改变了激励磁场的分布。
4.接收线圈感应到涡流产生的磁场变化，并将其转换为电信号输出。
5.分析接收信号可以得到物体的运动速度。
五、电涡流式传感器的优势1.非接触式测量：传感器无需与被测物体直接接触，因此可以应用于高速旋转物体的测量。
2.高精度测量：电涡流式传感器的输出信号与物体的速度相关，可以实现高精度的测量。
3.快速响应：传感器对速度变化的响应速度较快，可以实时采集物体运动的信息。
六、电涡流式传感器的应用电涡流式传感器广泛应用于许多领域的测速需求中，包括但不限于以下几个方面：6.1 机械制造在机械制造领域，传感器可以用于测量机器设备的转速、运动部件的线速度等参数。
这对于生产过程的控制和监测非常重要。
6.2 汽车工业在汽车工业中，传感器可用于测量车轮转速、飞轮转速等关键参数。
这对于车辆驾驶和安全非常重要。
6.3 航空航天在航空航天领域，传感器可用于飞机、导弹等航空器的测速。
电涡流式传感器
电涡流式传感器
基本概念
➢ 电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。 ➢ 涡流效应：金属导体置于变化的磁场中，在金属导体内会产生感
应电流—涡电流，这种电流在金属体内是闭合的。 ➢ 形成涡电流的两个条件：
①有交变磁场；②导电体位于交变磁场中。 ➢ 涡流传感器主要由产生交变磁场的通电线圈和置于线圈附近的金
因此可制成位移传感器、探伤检测仪、测厚仪等。
1.2 简化模型及等效电路
为了分析方便，将电
涡流式传感器模型简化为
如图3.21所示。
ras
模型中把在被测金属
导体上形成的电涡流等效
成一个短路环中的电流。
其中h由以下公式求得：
3 12
ra ri
x
h ( )1 2 0 r f
(μrρ)
h
图 3.21 电涡流式传感器简化模型
定性分析：
如图3-20，扁平线圈置于金属体附近，
当线圈中通有高频交变电流 I1 时，线圈周 围就产生交变磁场H1。置于这一磁场中的 金属导体就产生电涡流 I2，电涡流也将产 生一个新磁场H2，H2的方向总是与H1的变 化方向相反（即H2总是抵抗原磁场H1 的 变化）。由于H2的作用，且电涡流的产生 必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场 的线圈阻抗发生变化△Z。
线圈
H1
被测导体
·
· I·1 U1
L1
I·2
L2
图3-22 涡流作用原理及等效电路
图4.3.1 电涡流传感器原理图
图4.3.2 电涡流传感器等效电路图
图中R1、L1为传感器线圈的电阻和电感。短路环可认为是 一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。线圈与导体间存在一个
电涡流式传感器原理
电涡流式传感器原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊电涡流式传感器原理，这可真是个有意思的玩意儿！你看啊，电涡流式传感器就像是一个特别敏锐的小侦探。
它是怎么工作的呢？简单来说，就是利用了一种神奇的现象——电涡流效应。
就好像我们在生活中，有时候会因为一个小小的举动而引发一连串的反应一样。
想象一下，有一个金属物体，它就像是一个舞台的主角。
当这个主角出现在电涡流式传感器的“视线”范围内时，传感器就会产生一个磁场，就像一束光照在了主角身上。
这时候，金属主角就会感应出涡流，哎呀，这涡流可就像主角身上突然多了一股力量。
这股力量可不是白来的，它会反过来影响传感器的磁场。
就好像你跟朋友开玩笑，朋友的反应又会反过来影响你一样。
电涡流式传感器就能敏锐地察觉到这个变化，从而获取到关于金属物体的各种信息，比如它的位置啦、运动状态啦等等。
你说神奇不神奇？这就好比你能通过一个人的细微表情和动作，猜到他心里在想什么一样。
电涡流式传感器就是这么厉害，能捕捉到那些我们肉眼看不到的细微变化。
而且啊，电涡流式传感器的应用那可真是广泛得很呐！在工业生产中，它就像一个默默工作的小卫士，时刻监测着各种设备的运行状态。
要是设备哪里出了问题，它能第一时间发现，这不是能避免很多大麻烦嘛！在交通运输领域，它也能大显身手呢！可以检测车辆的速度、位置，保障交通安全。
这不就像是马路上的电子警察嘛，时刻监督着车辆的一举一动。
在日常生活中，说不定你也能碰到它呢！只是你可能不知道而已。
它就像一个隐藏在幕后的小英雄，默默地为我们的生活提供便利。
咱再回过头来想想，电涡流式传感器原理虽然看似复杂，但其实理解起来也不难嘛！只要你用心去感受，去想象，就能明白其中的奥秘。
就像我们了解一个人一样，一开始可能觉得陌生，但接触多了，就会发现他的可爱之处。
所以说啊，科技的力量真是无穷的呀！电涡流式传感器就是一个很好的例子。
它让我们的生活变得更加智能、更加便捷。
难道我们不应该为这样的发明点赞吗？相信在未来，电涡流式传感器还会有更多更神奇的应用，让我们一起期待吧！。
电涡流传感器特点
电涡流传感器特点
1. 电涡流传感器啊，那测量精度可真是高得惊人！就好比你要测量一个极小的东西，它能给你精确到让人惊叹的地步！比如说在汽车制造中，能精确检测零件的细微尺寸变化，这多厉害呀！
2. 它的响应速度超级快呀！就像短跑运动员听到发令枪响一样，瞬间做出反应！在高速运转的机器监测中，能迅速捕捉到问题，及时发出信号，这不是很牛嘛！
3. 电涡流传感器的稳定性那是杠杠的！就如同坚固的基石，始终稳稳地发挥作用。
在恶劣的工业环境下，它依然能稳定工作，丝毫不被影响，你说神不神！
4. 还有啊，它的适应性非常强！就像是一个全能选手，不管遇到什么情况都能应对自如。
不管是高温、低温还是复杂的电磁环境，它都不在话下，太牛啦！
5. 电涡流传感器的非接触测量特性真是太赞了！就如同有一双无形的眼睛在远远地观察着。
在一些不便于直接接触的测量场景中，它轻松就能完成任务，多方便呀！
6. 嘿，它的可靠性也是没得说！仿佛是一个可靠的伙伴，一直陪伴在你身边。
长时间工作也很少出问题，这质量简直了！总之，电涡流传感器就是这么厉害，是工业领域不可或缺的好帮手！。
电涡流传感器的原理
电涡流传感器的原理
电涡流传感器是一种常用于测量金属表面缺陷和非磁性金属材料厚度的传感器。
其原理基于电涡流的产生和检测。
电涡流是一种由导体中感应电流产生的涡流，当导体表面处于变化的磁场中时，就会产生电涡流。
利用这种现象，可以通过测量电涡流的强度和频率来获得有关被测物体的信息。
电涡流传感器通常由一个线圈和一个交流电源组成。
当电流通过线圈时，会产生一个变化的磁场。
如果将这个线圈放置在一个金属表面附近，金属表面就会感应出电涡流。
这些电涡流会改变线圈的电流，从而可以通过测量线圈的电流变化来获取金属表面的信息。
通过改变线圈的频率和幅度，可以实现对不同金属材料和不同表面缺陷的检测。
电涡流传感器可以检测金属表面的裂纹、腐蚀、氧化等缺陷，还可以测量金属材料的厚度、导电性等参数。
由于电涡流传感器无需直接接触被测物体，所以可以实现非接触式的测量，避免了对被测物体的损坏。
电涡流传感器广泛应用于航空航天、汽车制造、金属加工等领域。
在航空航天领域，电涡流传感器可以用于检测飞机表面的裂纹和腐蚀，确保飞机的安全飞行。
在汽车制造领域，电涡流传感器可以用于检测汽车发动机的缸体和活塞的表面缺陷，提高汽车的质量和性能。
在金属加工领域，电涡流传感器可以用于测量金属材料的厚度
和导电性，保证产品质量。
总的来说，电涡流传感器利用电涡流的产生和检测原理，实现了对金属表面缺陷和非磁性金属材料厚度的高精度测量。
它具有非接触式测量、高灵敏度、高精度等优点，被广泛应用于各个领域，发挥着重要作用。
第5章 电涡流传感器
5. 4 电涡流传感器的应用
• 3.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: • 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。特
别是对于装有透平监测仪表系统(TSI )的汽轮机，在启动或停机过程 电，偏心测量已成为不可少的测量项目。它使你能看到由于受热或重 力所引起的轴弯曲的幅度。转子的偏心位置，也叫轴的径向位置，它 经常用来指示轴承的磨损，以及加载荷的大小。如由不对电导致的偏 心，它同时也用来决定轴的方位角，方位角可以说明转子是否稳定。
• 定频调幅电路虽然有很多优点，并获得广泛应用，但线路较复杂，装 调较困难，线性范围也不够宽。因此，人们又研究了一种变频调幅电 路，这种电路的基本原理与上面介绍的调频电路相似。当导体接近传 感器线圈时，由于涡流效应的作用，振荡器输出电压的幅度和频率都 发生变化，变频调幅电路利用振荡的变化来检测线圈与导体间的位移 变化，而对频率变化不予理会。
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5. 3 电涡流传感器的测量转换电路
• 二、调频法
• 当传感器接近被测导体时，损耗功率增大，回路失谐，输出电压Uo相 应变小。这样，在一定范围内，输出电压幅值与位移成近似线性关系。 由于输出电压的频率.fo始终恒定，因此称为定频调幅式。
• 调频式测量转换电路的原理框图如图5 - 4 ( a}所示，鉴频器特性如图 5 - 4 ( b)所示。
• 电涡流传感器由电涡流线圈和被测金属组成，如图5一1所示，对电涡 流线圈施加一个高频电压信号，高频振荡电流it在探头头部的线圈电 产生交变的磁场H1。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产 生感应电涡流电流i2，电涡流i2也将产生一个与原磁场方向相反的新 的交变磁场H2。这两个磁场相互作用将使通电线圈L1的等效阻抗Z发 生变化。电涡流传感器就是利用电涡流效应将被测量转换为传感器线 圈阻抗Z变化的一种装置。
电涡流传感器实验报告
一、实验目的本次实验旨在了解电涡流传感器的工作原理，掌握其位移特性的测量方法，并验证电涡流传感器在实际应用中的可靠性和准确性。
二、实验原理电涡流传感器是利用电磁感应原理进行测量的传感器。
当导电体（被测物体）接近电涡流传感器的线圈时，线圈中产生的交变磁场会在导电体中感应出涡流。
涡流的大小与导电体的材料、电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的间距有关。
通过测量涡流的大小，可以计算出导电体与线圈的间距，从而实现位移的测量。
三、实验仪器与材料1. 电涡流传感器2. 信号发生器3. 示波器4. 金属样品5. 螺旋测微仪6. 电压表四、实验步骤1. 将电涡流传感器固定在实验台上，将金属样品放在传感器的检测区域内。
2. 连接信号发生器和示波器，设置合适的工作频率和幅度。
3. 使用螺旋测微仪测量金属样品与电涡流传感器线圈的距离。
4. 打开信号发生器，调节频率和幅度，使传感器产生稳定的涡流信号。
5. 使用示波器观察涡流信号的波形，记录不同距离下的信号幅度。
6. 将测得的距离和信号幅度数据填入表格，绘制V-X曲线。
7. 分析V-X曲线，确定传感器的线性范围和灵敏度。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了电涡流传感器的V-X曲线。
从曲线可以看出，传感器的线性范围较宽，灵敏度较高。
2. 在线性范围内，传感器的输出电压与距离呈线性关系，满足实际应用的要求。
3. 通过对V-X曲线的分析，我们可以确定传感器的最佳工作频率和幅度。
六、实验结论1. 电涡流传感器是一种高精度、高灵敏度的位移测量传感器，在实际应用中具有广泛的应用前景。
2. 通过实验，我们掌握了电涡流传感器的工作原理和测量方法，为后续的实际应用奠定了基础。
七、实验注意事项1. 在实验过程中，应确保电涡流传感器与金属样品保持平行，避免因角度偏差导致测量误差。
2. 在调节信号发生器的工作频率和幅度时，应逐步进行，避免突然变化对实验结果的影响。
3. 在读取数据时，应注意记录准确，避免因记录错误导致分析结果不准确。
电涡流传感器的应用及其原理
电涡流传感器的应用及其原理一、电涡流传感器的定义和工作原理电涡流传感器（Eddy Current Sensor）是一种利用电涡流效应来测量物体的位置、形状和金属导电性质的传感器。
它主要由一个射频发生器、一个发射线圈、一个接收线圈和一个信号处理器组成。
其工作原理是：当射频发生器发出高频电流时，经过发射线圈产生一个交变磁场。
当位置传感对象靠近或远离线圈时，它的电气特性会改变。
这种变化会引起感应电流的变化，进而改变接收线圈中的感应电压。
通过测量感应电压的变化，可以确定物体的位置和形状。
二、电涡流传感器的应用领域1. 无损检测由于电涡流传感器可以检测导体的导电性质和缺陷，因此在无损检测领域有着广泛的应用。
特别是在航空航天、汽车制造和金属加工等行业中，电涡流传感器可以用于检测金属表面的裂纹、孔洞和磨损等缺陷，用于保证产品质量和安全性。
2. 位置测量电涡流传感器可以在工业生产中用于测量物体的位置和运动状态。
例如，在机械加工中，可以使用电涡流传感器来监测机床上刀具的位置和运动轨迹，以确保加工的精度和效率。
3. 锁定和控制系统电涡流传感器还可以用于锁定和控制系统中。
例如，在磁浮列车和高速列车中，电涡流传感器可以用于测量列车与轨道之间的距离和速度，以实现自动控制和安全运行。
4. 材料分析电涡流传感器可以帮助研究人员分析材料的导电性质和组成。
在材料科学和工程学中，电涡流传感器可以用来测量材料的电导率、磁导率和电磁参数等信息，以评估材料的性能和质量。
三、电涡流传感器的优势和局限性1. 优势•非接触测量：由于电涡流传感器不需要与目标物体直接接触，因此可以避免物体表面的损伤和污染。
•高灵敏度：电涡流传感器可以检测微小的变化，对于需要高精度和精确测量的应用非常适用。
•快速响应：电涡流传感器的应答时间非常短，可以实时监测物体的状态变化。
2. 局限性•受金属材料影响：电涡流传感器主要用于检测金属导体，对于非金属导体的测量效果较差。
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器是一种非接触式传感器，利用了电涡流现象进行测量。
其工作原理可以简单描述如下：
1. 电涡流现象：当导体材料处于可变磁场中时，由于磁通的变化会在导体表面诱导出涡流，这被称为电涡流现象。
2. 传感器结构：电涡流传感器通常由一个线圈和一个可变磁场源组成。
线圈中通以高频交流电流，产生一个可变的磁场。
3. 目标物体接近传感器：当目标物体接近传感器时，目标物体会改变传感器的磁场分布。
这是因为目标物体本身也具有导电特性，导致磁场穿过目标物体时，被诱导出额外的涡流。
4. 电涡流的影响：目标物体导致涡流的存在，会改变线圈的电阻和自感。
这些变化会导致线圈的阻抗发生变化。
5. 阻抗测量：通过测量线圈的阻抗变化，可以得到目标物体与传感器之间的距离或其它相关信息。
通常借助电桥等电路来实现精确的阻抗测量。
6. 数据处理：传感器的输出信号经过放大、滤波和AD转换等处理后，才能得到最终的距离测量结果或其它相关信息。
总结：电涡流传感器利用物体对传感器磁场的干扰来获取目标物体的相关信息。
通过测量阻抗变化来间接测量目标物体与传感器之间的距离、速度、位置或其它与电涡流现象有关的特性。
电涡传感器应用实验报告
一、实验目的1. 了解电涡流传感器的工作原理及特性。
2. 掌握电涡流传感器的安装与调试方法。
3. 通过实验，验证电涡流传感器在不同材料上的测量效果。
4. 分析电涡流传感器在实际应用中的优缺点。
二、实验原理电涡流传感器是一种非接触式传感器，它利用电磁感应原理，通过检测被测物体表面的涡流来测量物体的尺寸、位置、速度等参数。
当高频交流电流通过传感器线圈时，会在被测物体表面产生涡流，涡流的大小与物体表面的电导率、磁导率及传感器与物体表面的距离有关。
通过检测涡流的大小，可以实现对物体尺寸、位置等参数的测量。
三、实验设备1. 电涡流传感器2. 高频信号发生器3. 数据采集器4. 被测物体（不同材料）5. 测量装置6. 示波器四、实验步骤1. 将电涡流传感器安装在测量装置上，确保传感器与被测物体表面平行。
2. 将高频信号发生器的输出端连接到电涡流传感器的输入端。
3. 将数据采集器的输入端连接到电涡流传感器的输出端。
4. 设置高频信号发生器的频率、幅度等参数。
5. 将被测物体放置在传感器与测量装置之间，调整传感器与物体表面的距离。
6. 打开数据采集器，记录涡流大小与传感器与物体表面距离的关系。
7. 重复步骤5和6，分别对不同的被测物体进行测量。
8. 分析实验数据，总结电涡流传感器的应用特点。
五、实验结果与分析1. 实验数据表明，电涡流传感器在不同材料上的测量效果存在差异。
对于导电性能较好的材料，如铜、铝等，涡流较大，测量精度较高；而对于导电性能较差的材料，如塑料、木材等，涡流较小，测量精度较低。
2. 随着传感器与物体表面距离的增加，涡流大小逐渐减小。
在一定的距离范围内，涡流大小与距离呈线性关系。
3. 当传感器与物体表面距离达到一定值时，涡流大小趋于稳定，说明此时涡流已达到饱和状态。
六、实验结论1. 电涡流传感器具有非接触式、响应速度快、测量精度高等优点，适用于各种场合的尺寸、位置、速度等参数的测量。
2. 电涡流传感器在实际应用中，应注意选择合适的材料、调整传感器与物体表面的距离，以提高测量精度。
电涡流式传感器
电涡流式传感器电涡流传感器是一种能将机械位移，振幅和转速等参量转换成电信号输出的非电量电测装置。
它由探头，变换器，连接电缆及被测导体组成，是实现非接触测量的理想工具。
其最大特点就是结构简单，可以实现非接触测量，具有灵敏度高、抗干扰能力强、频率响应宽、体积小等特点，因此在工业测量领域得到了越来越广泛的应用。
一、基本工作原理当金属导体置于变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流就像水中的漩涡那样，在导体内部形成闭合回路，我们通常称之为电涡流，称这种现象为涡流效应。
电涡流传感器就是在涡流效应的基础上建立起来的。
电涡流传感器的基本原理如图1所示。
一个通有交变电流1I 的传感线圈，由于电流的周期性变化，在线圈周围就产生了一个交变磁场1H 。
如被测导体置于该磁场范围之内，被测导体便产生涡流2I ，电涡流也将产生一个新的磁场2H ，2H 和1H 方向相反，由于磁场2H 的反作用使通电线圈的等效阻抗发生变化。
当金属导体靠近线圈时，金属导体产生涡流的大小与金属导体的电阻率ρ、磁导率μ、厚度t 、线圈与金属导体间的距离s 以及线圈激励电流的大小和角频率ω等参数有关。
如固定其中某些参数，就能按涡流的大小测量出另外一些参数。
为了简化问题，我们把金属导体理解为一个短路线圈，并用2R 表示这个短路线图2 等效电路U图1 电涡流式传感器基本原理示意图1—传感线圈；2—金属导体 2圈的电阻；用2L 表示它的电感；用M 表示它与空心线圈之间的互感；再假设电涡流空心线圈的电阻与电感分别为1R 和1L ，就可画出如图2所示的等效电路。
经推导电涡流线圈受被测金属导体影响后的等效阻抗为L j R L L R M L j L R M R R I U Z ωωωωωωω+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++==22222222122222222111 式中R —电涡流线圈工作时的等效电阻； L —电涡流线圈工作时的等效电感。
由上式可知，等效电阻、等效电感都是此系统互感系数平方的函数。
《传感器与检测技术》 3.3电感式传感器(电涡流式)
V系列电涡流位移传感器外 形（参考浙江洞头开关厂资料）
4~20mA电涡流位移传感器外形
（参考德国图尔克公司资料）
齐平式电涡流位移传感器外形（参考德国图尔克公司资料）
齐平式传感器安装时可以不高出安装面， 不易被损害。
2． 振幅测量
(a)汽轮机和空气压缩机常用的监控主轴的径向振动的示意图 (b)测量发动机涡轮叶片的振幅的示意图 (c) 通常使用数个传感器探头并排地安置在轴附近
电涡流的贯穿深度h ：
h 5000 f
式中, f：线圈激磁电流的频率，μ ：金属的
磁导率。
可见， f 越高，电涡流的渗透深度越浅。
高频反射式和低频透射式
高频反射式
f : 0.1~1MHz
低频透射式
f <1 kHz
等效电路如图 , 其 中 R2 为 电 涡 流短路环等效 电阻.
I 1
R1
M
I 2
L2 R 2
U 1
L1
根据基尔霍夫定律，有：
& j L I& j MI& U& R I 1 1 1 1 2 1 & & & j MI R I j L I 0 1 2 2 2 2
• 等效电阻、等效电感:
2M 2 Req R1 2 R2 2 2 R2 L2
电磁炉内部 的励磁线圈
电磁炉的工作原理 铁质锅底产 生无数的 电涡流， 使锅底自 行发热。
高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场
2 基本特性
等效阻抗分析 金属导体等效成一个短路环。 I I
1
M
2
等效电阻：
2 R2 ra h 1n ri
电涡流式传感器
（b）被测金属物上有缺陷： 穿过检测线圈的两个线圈的磁通量不相等，检测
线圈输出感应电势不为零。
交流电流
Hs
金属物
交变磁通Hp
激励线圈 检测线圈
裂纹
电涡流表面探伤
—— 检查金属表面裂纹、焊接部位的探伤
传感器与被测体距离不 变，裂纹将引起金属的 电阻率、磁导率变化， 综合引起传感器参数变 化。
油管探伤
U2
发射线圈
L1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。
五、电涡流表面探伤 交流电流
检测原理： Hs
交变磁通Hp
激励线圈 检测线圈
金属物
载有交变电流的线圈产生交变磁场 Hp ，金属物平面 感应出电涡流，产生交变涡流磁场 H，s均在检测线 圈（反向差动线圈）中产生感应电动势。
（a）被测金属物上无缺陷： 穿过检测线圈的两个线圈的磁通量相等，感应电
势相互抵消，输出为零。
100kHz~1MHz
i2f(,,x,d,)
电涡流
i1
Φ
H1
H2
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）。
❖ 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。
R 1 I & 1 jL 1 I & 1 jM I & 2 U & 1 R 2 I & 2 jL 2 I & 2 jM I & 1 0
电涡流电感式传感器工作原理
电涡流电感式传感器工作原理1. 什么是电涡流电感式传感器？好嘞，咱们先从最基本的说起，电涡流电感式传感器可不是一块普通的铁疙瘩，它是个非常聪明的小家伙。
你可以把它想象成一位“探测员”，在各种工业应用中，悄悄地帮我们监测一些重要的数据，比如金属的距离、位置和速度。
这东西的原理可真有趣，咱们一起来揭开它的神秘面纱！1.1 工作原理简介简单来说，这个传感器的工作原理是基于电涡流的现象。
你知道吗，电涡流其实就像是在水里转圈的漩涡，当你把导体放到一个变化的磁场中，就会引发电涡流的产生。
这些电涡流在导体内部环绕流动，就像小鱼在水中打转一样，而这些流动的电流又会产生一个与磁场相互作用的力。
哎呀，这就是电涡流的魅力所在！1.2 生活中的应用说到这里，可能有朋友会问，这玩意儿具体用在哪呢？呵呵，别急，我来给你普及一下。
电涡流电感式传感器在很多地方都能派上用场，像是汽车的防撞系统、金属加工行业的检测设备，还有在航空航天领域的监测系统。
换句话说，它可是个“万金油”，有着不可或缺的地位，听着就让人觉得靠谱吧？2. 具体工作过程好了，接下来咱们聊聊它的具体工作过程。
想象一下，你把这个传感器放在一个金属表面附近，当这个金属靠近传感器时，传感器就会发出一个交变的磁场。
这时候，哇哦，金属里就开始“嗡嗡”作响，产生电涡流。
这些电涡流的大小和方向会随金属的距离变化而变化，哎，这就是传感器的“心跳”。
2.1 电流和信号这些电涡流不仅仅是看起来酷炫，它们还会产生一个反向的磁场，这个磁场就像是个信号灯，告诉传感器“嘿，金属离我有多远”。
而这个信号会被转换成电压或电流，然后传递给控制系统。
你看，这玩意儿真的是“巧妙至极”，利用简单的原理，实现了复杂的检测任务。
2.2 特点与优点更有趣的是，电涡流电感式传感器有很多优点。
首先，它的响应速度那可是杠杠的，几乎瞬间就能捕捉到变化。
其次，它对金属表面的要求也不高，形状、大小、材料都可以，不像某些传感器那么挑剔。
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一、轴向位移测量
对于许多旋转机械，包括蒸汽轮机、燃汽轮机、水轮机、离心式和 轴流式压缩机、离心泵等，轴向位移是一个十分重要的信号，过大的轴 向位移将会引起过大的机构损坏。轴向位移的测量，可以指示旋转部件 与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的位移变化，用以防止机器的破 坏。轴向位移是指机器内部转子沿轴心方向，相对于止推轴承二者之间 的间隙而言。有些机械故障，也可通过轴向位移的探测，进行判别： ● 止推轴承的磨损与失效
测量径向振动，可以由它看到轴承的工作状态，还可以 看到转子的不平衡，不对中等机械故障。可以提供对于下 列关键或基础机械进行机械状态监测所需要的信息： · 工业透平，蒸汽/燃汽 · 压缩机，空气/特殊用途气 体，径向/轴向 · 膨胀机 · 动力发电透平，蒸汽/燃汽/水利 · 电动马达 · 发电机 · 励磁机 · 齿轮箱 · 泵 · 风扇 · 鼓风机 · 往复式机械
电涡流传感器的变换原理简 要介绍如下：在传感器的端 部有一线圈，线圈通以频率 较高（一般为1MHz～2MHz） 的交变电压（见图1-1），当 线圈平面靠近某一导体面时， 由于线圈磁通链穿过导体， 使导体的表面层感应出一涡 流ie，而ie所形成的磁通链又 穿过原线圈，这样原线圈与 涡流“线圈”形成了有一定 耦合的互感，最终原线圈反 馈一等效电感。而耦合系数 的大小又与二者之间的距离 及导体的材料有关增加，耦合减弱，K值减 小，使等效电感增加，因此， 测定等效电感的变化，也就 间接测定d的变化。
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。可为如下各种机械故障的早期判别提供了重要信息。 · 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）活塞磨损/失效 · 联轴器“锁死” · 轴弯曲 · 轴裂纹 · 电动马达空气间隙不匀 · 齿轮咬合问题 · 透平叶片通道共振 · 叶轮通过现象
⑵
⑶
●传感器的工作原理
电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导 率、线圈的几何形状、几何尺寸，电流频率等参数有 关．通过电路可将被测金属相对于传感器探头之间的 距离变化转换成电压或电流变化．电涡流传感器就是 根据这一原理实现对金属物体的位移，振动等参数的 测量。测量电路原理见图1。
电涡流传感器的应用
●电涡流传感器的用途
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 和往复式运动机械的状态分析，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。
在所有与机械状态有关的故障征兆中，机械振动测量是最具 权威性的，这是因为它同时含有幅值、相位和频率的信息。 机械振动测量占有优势的另一个原因是：它能反应出机械所 有的损坏，并易于测量。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。
●电涡流传感器的输出特性
电涡流传感器的输出特性可用位移-电压曲线示， 如图示。图示的横坐标表示位移的变化，纵坐标代表 前置器输出电压的变化。理想位移-电压曲线是斜率 恒定直线，直线的a-c段为线性区，即有效测量段。b 点为传感器线性中点。
c
b
a
●
传感器的结构与组成
⑴
电涡流传感器系统由传感器探头与壳体、前置器、电缆和接 头三部分组成。 传感器探头与壳体 传感器头部是传感器感受被测信号的部分，它由绕在非金属 骨架上的矩形截面线圈组成，传感器壳体用于固定传感器头部， 并作为测试时的装夹结构，一般用不锈钢制成，上面加工成标 准螺纹并备有螺母。 前置器 前置器是一个能屏蔽外界干扰信号的金属盒子，内装有全 部测量电路，并用环氧树脂灌封。外壳上有三个端子分别为电 源、公共端和输出端，一个接头与电缆相连。 延长电缆 延长电缆为耐高温射频电缆，其两端的接头是传感器探头 与前置器相连接而设的。电缆长度为5M或9M。
电涡流传感器原理
●产生原理
当通邮一定交变电流I(频率为F)的电感线圈L靠近金属 物体时,在金属周围产生交变磁场,在金属表面将产生电涡流 I1,根据电磁感应理论电涡流也将形成一个方向相反的次行。 次电涡流的闭合流线的圆心同线圈的金属板上的投影圆心重 合.电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体（导电体） 间的间隙变化来测物体的振动相对位移量和静位移的，它与 被测物之间没有直接的机械接触，具有很宽的使用频率范围 （从0～10Hz）。
三、偏心测量
偏心是在低转速的情况下，对轴弯曲程度的测量，这种 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 · 在静止状态下， 必然有些向下弯曲，有时也叫重力弯曲。 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。特别是对于装有透平监测仪表系统（TSI）的 汽轮机，在启动或停机过程中，偏心测量已成为不可少的 测量项目。它使你能看到由于受热或重力所引起的轴弯曲 的幅度。转子的偏心位置，也叫轴的径向位置，它经常用 来指示轴承的磨损，以及加载荷的大小。如由不对中导致 的那种情况，它同时也用来决定轴的方位角，方位角可以 说明转子是否稳定。
040451班 AI203
◆简介 ◆传感器原理 ●产生原理 ●输出特性 ●组成结构 ●工作原理 ◆电涡流传感器的应用 ◆电涡流传感器的分类 ◆电涡流传感器的优缺点 ◆电涡流传感器的性能提高
简介
●电涡流传感器定义
电涡流传感器是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的距离的传感器它是 一种非接触的线性化计量工具。
● 平衡活塞的磨损与失效
● 止推法兰的松动 ● 联轴节的锁住等。 轴向位移（轴向间隙）的测量，经常与轴向振动弄混。轴向振动是 指传感器探头表面与被测体，沿轴向之间距离的快速变动，这是一种轴 的振动，用峰峰值表示。它与平均间隙无关。有些以导致以导致轴向振 动。例如压缩机的踹振和不对中即是。
二、振动测量