第七节 电涡流式传感器
金属导体置于转变着的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中旋涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。电涡流式传感器就是在这种涡流效应的基础上成立起来的。
要形成涡流必需具有下列二个条件：①存在交变磁场；②导电体处于交变磁场当中。因此，涡流式传感器主要由产生交变磁场的通电线圈和置于线圈周围因此处于交变磁场中的金属导体两部份组成。金属导体也能够是被测对象本身。
如图3-33a所示，若是把一个扁平线圈置于金属导体周围，当线圈中通以正弦交变电流时，线圈的周围空间就产生了正弦交变磁场磁场中的金属导体内就会产生涡流与的
方向相反。由于磁场
，此涡流也将产生交变磁场
，处于此交变，
的方向
的作用，涡流要消耗一部份能量，从而使产生磁
场的线圈阻抗发生转变。
能够看出，线圈与金属导体之间存在着磁性联系。若把导体形象地看做一个短线路圈，其间的关系可用图3-33b所示的电路来表示。线圈与金属导体之
间能够概念一个互感系数律，可列出方程
，它将随着间距的减少而增大。按照克西荷夫定
(3-76)
解之得
(3-77)
式中——线圈的电阻和电感；
——金属导体的电阻和电感；
——线圈鼓励电压；
由的表达式能够看出线圈受到金属导体影响后的等效阻抗为
(3-78)
等效电阻、电感别离为
(3-79)
在等效电感中，第一项与磁效应有关。若金属导体为非磁性材料，就
是空心线圈的电感。当金属导体是磁性材料时，将增大，而且随着的转变而转变。第二项与涡流效应有关，涡流引发的反磁场电感减小的程度就越大。 等效电阻
老是比原有的电阻
来得大，这是因为涡流损耗、磁滞损耗都
将使电感减小，越小，
将使阻抗的实数部份增加。显然，金属导体材料的导电性能和线圈离导体的距离将直接影响这实数部份的大小。由式(3-79)也能够取得线圈的品质因数
为
(3-80)
式中——无涡流影响时线圈的值；
——金属导体中产生涡流的圆环部份的阻抗，。
由上可知，被测参数转变，既能引发线圈阻抗转变，也能引发线圈电感
中的任一
、
和线圈值转变。所以涡流传感器所用的转换电路能够选用
参数，并将其转换成电量，即可达到测量的目的。如此，金属导体的电阻率磁导率、线圈与金属导体的距离和线圈鼓励电流的角频率过涡流效应和磁效应与线圈阻抗发生联系。或说，线圈阻抗可写成
等参数，都将通
是这些参数的函数，
若能控制其中大部份参数恒定不变，只改变其中一个参数，如此阻抗就可以成为那个参数的单值函数。例如若被测材料的情形不变，阻抗单值函数，即可做成涡流式位移传感器。 下面进行参数计算与分析。
就成为距离的
第七节电涡流式传感器
