相对式电涡流传感器 的机电变换原理
电涡流式传感器 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器,它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。
电涡流式传感器 工作原理:电涡流传感器中有一线圈,通以高频激励电流i,并产生磁通量为?i的高频交变磁场,在其作用下振动体表面产生电涡流ie,
这个电涡流又产生的磁通?e穿过原来的线圈,它总是抵抗主磁场的变化。因此,传感器线圈与涡流相当于两个互感线圈。
电涡流式传感器 当电流的频率甚高时,即Re <
LR??R?LeK?d?R;2eL? ?L(1?K?d?)2K?d??M?d?LLe为耦合系数,M(d)为互感系数。 电涡流式传感器 L2R??R?K?d?Re;LeL? ?L(1?K?d?)2 因此,间隙d的变化就转换为L?的变化,然后再通过测量线路将L?的变化转换为电压ui 的变化。因此,只要测定ui的变化,也就间接地求出了间隙d的变化。
?优点:电涡流传感器具有频率范围宽(0~10 kHZ),线性工作范围大、灵敏度高、结构简单以及非接触式测量等。
?应用:静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量等各方面。
电涡流式传感器 线框衬支圈 架 套 架
填螺电
保护套 料 母 缆
(a)
插头 电缆
线框圈 架
壳体
(b)
电涡流传感器结构示意图
电涡流式传感器的测量系统 电涡流传感器的工作原理,主要是将测量间隙d的变化转化为测量L ?(d)的变化。再根据输出电压u1与L ?(d)的关系曲线求出 d 的变化规律。 电涡流传感器的等效电路中并联一电容C。这样就构成一个R ? L ? 、C谐振回路。谐振频率f谐(即阻抗Z达最大值的频率)为
电涡流式传感器的测量系统 谐振频率f谐(即阻抗Z达最大值的频率)为
f谐1?2?1? d)CL(在振荡电压ui与谐振回路之间引进一个分压电阻RC,则输出电压u1决定于谐振回路的阻抗值。
电涡流式传感器的测量系统 输出电压u1随振荡频率的变化曲线而变化,如图所示。
如果将振荡输入电压ui的频率值严格稳定在 f0(比如1MHZ)处。
在图上并联一可微调的电容C ? ,以调整谐振回路的参数,调整按装传感器的最合适的谐振位置dc。
电涡流式传感器的测量系统 输出电压u1与间隙d的变化关系曲线如图示。图中直线段部分 是有用的测量部分。
非接触式电涡流传感器具有零频率响应,可以测量静态间隙,并可以用静态方法校准。
电涡流式传感器的测量系统 测量系统(适配器)示意图
电涡流传感器 电涡流传感器和适调器
传感器的机电变换原理 这一节主要掌握的知识点:
1、掌握相对式电涡流传感器的机电变换原理