《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第5章电感传感器 5.3 电涡流式传感器 5.4 涡流式传感器的应用

5.3.1 高频反射式涡流传感器 5.3.2 低频透射式涡流传感器 5.3.3 涡流式传感器的应用

团购合买资源类别：文库，文档格式：PPT，文档页数：31，文件大小：21.42MB

5.3电涡流式传感器当导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时，导体内引起感应电流，此电流在导体内闭合，称为涡流。穿透深度 h=5030 (cm) (1)式式中，p—导体电阻率(2cm: 4,一导体相对磁导率；交变磁场频率(Hz)

5.3 电涡流式传感器当导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时，导体内引起感应电流，此电流在导体内闭合,称为涡流。式中, ρ——导体电阻率(Ω·cm)； r——导体相对磁导率； ƒ ——交变磁场频率(Hz)。 5030 (cm) f h r  穿透深度 = (1) 式

电涡流式传感器 5.3.1高频反射式涡流传感器 5.3.2低频透射式涡流传感器 5.3.3涡流式传感器的应用返回上一页下一页

电涡流式传感器 5.3.1 高频反射式涡流传感器 5.3.2 低频透射式涡流传感器 5.3.3 涡流式传感器的应用返回上一页下一页

5.3.1高频反射式涡流传感器 ●1.基本原理 ●2.等效电路 ●3. 传感器的结构。4. 测量电路

5.3.1 高频反射式涡流传感器 ⚫ 1. 基本原理 ⚫ 2．等效电路 ⚫ 3. 传感器的结构 ⚫ 4. 测量电路

1.基本原理线圈置于金属导体附近：线圈L 线圈中通以高频信号s 正弦交变磁场H 金属板金属导体内就会产生涡流 i(p,u,t) 涡流产生电磁场反作用于线圈，改变了电感电感变化程度取决于线圈L的外形尺寸、线圈L至金属板之间的距离、金属板材料的电阻率、磁导率以及频率等。返回上一页下一页

1. 基本原理线圈置于金属导体附近：线圈中通以高频信号 i s 正弦交变磁场 H 金属导体内就会产生涡流涡流产生电磁场反作用于线圈 ,改变了电感. 电感变化程度取决于线圈 L 的外形尺寸、线圈 L 至金属板之间的距离、金属板材料的电阻率、磁导率以及频率等。返回上一页下一页

(1) 当没有测量体接近传感器时传感器的线圈由于高频电流的的激励将产生一高频交变磁场 (2)当被测导电体靠近传感器的线圈时，可产生下面一系列变化： 1)产生了涡流-涡流产生反作用磁场抵抗原磁场的存在 2)产生了两个效应 3)品质因数Q发生变化 4)传感器等效阻抗发生变化

（1）当没有测量体接近传感器时 ⚫ 传感器的线圈由于高频电流的i的激励将产生一高频交变磁场（2）当被测导电体靠近传感器的线圈时，可产生下面一系列变化： 1）产生了涡流-涡流产生反作用磁场-抵抗原磁场的存在 2）产生了两个效应 3）品质因数Q发生变化 4）传感器等效阻抗发生变化

2.等效电路 @L(1-K2) LK2 R: 电感L,表示金属板对涡流呈现的电感效应电阻R。表示在金属板上的涡流损耗互感系数M表示L:与原线圈L之间的相互作用 R为原线圈L的损耗电阻 C为线圈与装置的分布电容返回上一页下一页

2．等效电路电感 LE 表示金属板对涡流呈现的电感效应电阻 RE 表示在金属板上的涡流损耗互感系数 M 表示 LE 与原线圈L之间的相互作用 R 为原线圈 L 的损耗电阻 C 为线圈与装置的分布电容返回上一页下一页

考虑到涡流的反射作用，L两端的阻抗乙，可用下式表示 @'M2 乙，=R+joL+Re+joLE R+joL(1+K2) (2)式 joLK2 RLK2 式中，0—信号源的角频率； K一耦合系数， 2=/(LLE). 返同上一页下一页

2 2 2 2 2 1 1 1 (1 ) j LK R LK R j L K R j L M Z R j L E E E L + = + + + = + +      考虑到涡流的反射作用，L两端的阻抗ZL可用下式表示式中,ω——信号源的角频率； K——耦合系数， K2=M2／(L·LE )。返回上一页下一页 (2) 式

计算邻近高频线圈的金属板呈现的电感效应与涡流损耗之间的数量关系可以进行估计。表5.4.1不同频率时的感抗分量与电阻分量频率感抗电阻RE (2) (MH2) OLs(2) p=12·cm b=J005●cN 0.1 0.002 0.02 10 1.0 0.0063 0.063 100 10.0 0.02 0.2 金属板对涡流呈现的电感效应可以用许多大小不同的电感线圈按一定方式结合起来的总效应来等效。返回上一页下一页

() LS ()  = 1 • cm  =100• cm 频率（MHZ）感抗电阻RE 1 0.1 0.002 0.02 10 1.0 0.0063 0.063 100 10.0 0.02 0.2 表5.4.1 不同频率时的感抗分量与电阻分量计算邻近高频线圈的金属板呈现的电感效应与涡流损耗之间的数量关系可以进行估计。金属板对涡流呈现的电感效应可以用许多大小不同的电感线圈按一定方式结合起来的总效应来等效。返回上一页下一页

由于R<@L则式(2)可以简化为乙，=R+R2K2+jo0-K2) (3)式乙的虚部与金属板的电阻率无关，而仅与耦合系数有关即仅与线圈至金属板之间的距离有关在实际条件下，即K<1,并有R<ωLB 可以认为式(3)在特定条件下 (测量信号频率较高，金属板电阻率较小且变化范围不大) 存在着以下的关系 RE LE K2(oL(1-K2) 返回上一页下一页

由于R<<ωLB则式(2)可以简化为 (1 ) 2 2 K j L K L L Z R R E L = + E +  − ZL的虚部与金属板的电阻率无关，而仅与耦合系数K有关，即仅与线圈至金属板之间的距离有关在实际条件下，即K<1，并有R<<ωLB 可以认为式(3)在特定条件下 (测量信号频率较高，金属板电阻率较小且变化范围不大) 存在着以下的关系 (1 ) 2 2 K L K L L R E E   − 返回上一页下一页 (3) 式

3.传感器的结构 1. 线圈 2. 框架 3.框架衬套 4. 支架 5.电缆 6. 插头返回上一页下一页

3. 传感器的结构 1. 线圈 2. 框架 3．框架衬套 4．支架 5．电缆 6．插头返回上一页下一页

点击下载完整版文档（PPT格式）

共31页，可试读12页，点击继续阅读 ↓↓

点击下载（PPT格式）

浏览记录