电涡流传感技术的研究与应用文献综述
器的灵敏度会显著降低，甚至会造成传感器的损坏，即电涡流传感器温度漂移比较大,在温度较高或温度变化较大的环境内使用将产生较大的误差,因此寻找减少温漂行之有效的方法就显得十分重要和迫切。
解决措施：
实践证明,电感传感器的感抗温度漂移很小,线圈阻抗温度漂移主要表现为线圈电阻温度漂移,因此,如何抑制线圈电阻温度漂移一直是电涡流传感器温漂补偿的主要问题。以前的实验结果表明，激励信号U0的频率、幅值的温漂和线圈等效损耗电阻R1是影响电涡流传感器温度稳定性的主要因素。
而激励信号U0的幅值、频率和传感器线圈等效损耗电阻R1引起的温度系数通过优化设计可以减小,但是完全消除是困难的。为进一步提高传感器的温度稳定性,差动补偿是一个有效的方法,其电路原理如图7所示。由于采用两个完全相同的检测电感线圈组成差动结构,而且电路设计也完全对称,使得两个回路的温漂以及时漂作为共模信号互相抑制,从而提高了传感器的温度以及时间稳定性。传感器探头可以根据被测体的结构设计成单探头结构或双探头结构。
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5.3探头结构及其几何参数影响大
对于以位移为检测量的传感器,希望有较大的线性范围和较高的灵敏度。电涡流传感器的灵敏度和线性范围主要受线圈磁场分布影响,而线圈磁场分布又受其形状和几何参数直接影响,因此线圈形状及其几何参数对传感器性能影响很大。
解决措施：
以Biot-Savart定律为基础,有关学者推导了具有梯形截面的矩形柱线圈和圆形柱线圈对称轴上任一点的磁场分布,确定了在以位移为检测量的电涡流传感器中采用圆柱线圈更合理,并通过有限元法研究和分析了在线圈匝数密度不变和变化2种情况下圆柱线圈内径、外径、厚度、截面形状(矩形、梯形和倒梯形)对传感器灵敏度和线性范围的影响,并得出以下结论：
（1）对于用于位移量检测的电涡流传感器,圆柱线圈比矩形柱线
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圈更适用；
（2）线圈截面面积对传感器性能有直接影响。当线圈匝数密度相同时,线圈内径越小、外径越大、厚度越厚,传感器的灵敏度就越高,线性范围越小；
（3）线圈匝数密度对传感器性能影响较大,在相同的线圈几何参数下,线圈的匝数密度越大,传感器的灵敏度越高,线性范围越大；
（4）线圈截面形状对传感器性能产生重要影响,其中倒梯形截面线圈磁场能量损失最少,在相同的位置磁场强度变化梯度最大；
5.4其他
5.4.1被测体表面平整度对传感器的影响
不规则的被测体表面，会给实际的测量带来附加误差，因此对被测体表面应该平整光滑，不应存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。一般要求，对于振动测量的被测表面粗糙度要求在0.4um～0.8um之间；对于位移测量被测表面粗糙度要求在0.4um～1.6um之间。
5.4.2被测体表面尺寸对传感器的影响
由于探头线圈产生的磁场范围是一定的，而被测体表面形成的涡流场也是一定的。这样就对被测体表面大小有一定要求。通
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常，当被测体表面为平面时，以正对探头中心线的点为中心，被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上；当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上，否则传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多。实验测试，当被测体表面大小与探头头部直径相同，其灵敏度会下降到72%左右。被测体的厚度也会影响测量结果。被测体中电涡流场作用的深度由频率、材料导电率、导磁率决定。因此如果被测体太薄，将会造成电涡流作用不够，使传感器灵敏度下降，一般要求厚度大于0.1mm以上的钢等导磁材料及厚度大于0.05mm以上的铜、铝等弱导磁材料，则灵敏度不会受其厚度的影响。
5.4.3被测体表面镀层对传感器的影响
被测体表面的镀层对传感器的影响相当于改变了被测体材料，视其镀层的材质、厚薄，传感器的灵敏度会略有变化。
5.4.4被测体表面磁效应对传感器的影响
电涡流效应主要集中在被测体表面，如果由于加工过程中形成残磁效应，以及淬火不均匀、硬度不均匀、金相组织不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器特性。在进行振动测量时，如果被测体表面残磁效应过大，会出现测量波形发生畸变。
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6.结论及展望： 6.1结论
电涡流传感器是基于涡流效应的新型传感器，具有非接触、测量精度高、响应速度快、结构简单、频响宽、不受油污等介质的影响等优点,因而得到广泛应用。但目前的电涡流传感器仍存在对被测材料敏感、工作时受温度影响较大、测量时受探头结构及其几何参数影响大等问题。本篇综述针对以上问题给出了一定的改进措施，即
(1)采用实验和有限元分析仿真相结合的方法，并通过对传感器等效电路的分析，从理论上推导出相关参数（检测距离、频率等）对传感器性能的影响，从而尽可能消除被测材料对电涡流传感器的影响；
(2)利用差动补偿的方法，采用两个完全相同的检测电感线圈组成差动结构,而且电路设计也完全对称,使得两个回路的温漂以及时漂作为共模信号互相抑制,从而提高了传感器的温度稳定性；
(3)对于用于位移量检测的电涡流传感器,圆柱线圈比矩形柱线圈更适用；在相同的线圈几何参数下,线圈的匝数密度越大,传感器的灵敏度越高,线性范围越大；当线圈匝数密度相同时,线圈内径越小、外径越大、厚度越厚,传感器的灵敏度就越高,线性范围越小；
因此，在电涡流传感器设计中,可根据传感器的使用需求及性能
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