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传感器电涡流传感器优秀课件

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《电涡流传感器》课件

《电涡流传感器》课件
《电涡流传感器》PPT课 件
电涡流传感器是一种用于测量目标物体电导率、电磁参数等参数的无接触传 感器。本PPT课件将为您介绍电涡流传感器的原理、应用和设计制造等相关内 容。
什么是电涡流传感器？
电涡流传感器是一种利用电涡流效应测量物体电导率或电磁参数的非接触式 传感器。它通过感应电流和涡流之间的相互作用来实现测量。
电涡流原理介绍
电涡流原理是指当导体中有交变电磁场时，产生的涡流会产生磁场，从而对 原交变磁场产生影响，实现了电导率、电磁参数等参数的测量。
电涡流传感器与其他传感器的比较
量方法，不会破坏目标物体表面，适用于高温、高压、腐蚀等 恶劣环境。
高精度和快速响应
电涡流传感器具有较高的精度和快速的响应速度，适用于对物体电导率和电磁参数需要精确 测量的场景。
灵敏度受温度影响
电涡流传感器的灵敏度受温度影响较大，需要进行温度补偿来保证测量的准确性。
电涡流传感器的优点和应用领域
1 高灵敏度
电涡流传感器具有高灵敏度，可用于测量小电导率变化，如金属疲劳检测和材料缺陷检 测。
2 宽测量范围
电涡流传感器的测量范围广，可应用于不同电导率的材料测量，如金属、陶瓷等。
3 工业应用广泛
电涡流传感器的输出方式
电涡流传感器的输出方式可以是模拟输出、数字输出或脉冲输出等。不同的 输出方式适用于不同的应用场景和信号处理需求。
电涡流传感器广泛应用于机床加工、工业自动化、航空航天等领域的电导率、电磁参数 测量。
电涡流传感器的设计与制造
电涡流传感器的设计与制造需要考虑形状尺寸、材料选择、绕组设计等因素。 通过优化设计和制造工艺，可以提高传感器的性能和稳定性。
电涡流传感器的参数测量
电涡流传感器可以测量的参数包括电导率、电磁参数、涡流强度、涡流深度 等。通过测量这些参数可以获取目标物体的相关信息。

传感器4电涡流传感器精品PPT课件

传感器4电涡流传感器精品PPT课件

等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制：由于存在集肤效应，电涡 流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f， 可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低，检测深度越深。
间距x的测量：如果控制上式中的f、、、r不变，
电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数，这样就 成为非接触位移传感器。
齐平式传感器安装时可以不高出安装 面，不易被损害。
V系列电涡流位移传感器外形（参考浙江洞头开关厂资料）
30.11.2020
齐平式
22
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响， 例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、 磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感 器的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不 确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以 影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性 测量。 在用作 定 量 测量时，必须采用逐点标 定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。
频率f越高，电涡流的渗透的深度就越 浅，集肤效应越严重。
二、等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的 函数表达式为：
Z=R+jωL=f（f、、、r、x）
式中的r为表面因子。
检测深度与激励源频率有何关系？
如果控制上式中的f、、、r不变，电涡流
线圈的阻抗Z就成为哪个变量的单值函数？属于 接触式测量还是非接触式测量？
2
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
集肤效应
电涡流传感器工作原理:当高频 （100kHz～2MHz）信号源产生的高频电压施 加到一个靠近金属导体附近的电感线圈L1时， 被测导体表面就产生电涡流i2。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。

常用传感器工作原理电涡流式PPT课件

常用传感器工作原理电涡流式PPT课件

N f 60 n
可以检查金属表面裂纹、热处理裂纹、焊接处的质量探伤等。统称探伤。
第3章 常用传感器的工作原理
3.5 电涡流式传感器
何谓涡流？
在许多电工设备中都存在大块导体(如发电机和变压器的铁心和端盖等)。 当这些大块导体处在变化的磁场中或在磁场中切割磁力线时，其内部都 会感应出电流。这些电流的特点是：在大块导体内部自成闭合回路，呈 旋涡状流动。因此，称之为涡旋电流，简称涡流。例如，含有圆柱导体 芯的螺管线圈中通有交变电流时，圆柱导体芯中出现的感应电流或涡流， 如图所示。
可见，涡流穿透深度与激励电流频率有关，所以根据激励频率高低，涡流 传感器可分为：高频反射式和低频透射式两大类。前者用于非接触式位移 变量的检测，后者仅用于金属板厚度的测量。
由于结构简单、灵敏度高、频响范围宽、不受油污等介质的影响，并能 进行非接触测量，适用范围广。用来测量位移、厚度、转速、温度、硬 度等参数，以及用于无损探伤领域。
输出电动势e2越小。因此，e2的大小与金属板的厚度及材料的性质有关。
试验表明e2随材料厚度h的增加按负指数规律减少，因此，若金属板材料的
性质一定，则利用e2的变化即可测厚. 度。
11
测量厚度时，激励频率应选得较低。频率太高，贯穿深度 小于被测厚度，不利于进行厚度测量，通常选激励频率为1kHz 左右。
1 234
1 线圈 2 框架 3 衬套 4 支架 5 电缆 6 插头
6
5
.
7
型号
线性范围 线圈外径 分辨力
/m
/mm
/m
线性误差 （%）
使用温度 /C
CZF1-1000 1000
7
1
<3
-15+80

传感器电涡流传感器优秀课件

传感器电涡流传感器优秀课件
间距x的测量：如果控制上式中的f、、、r不变，
电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数，这样就 成为非接触位移传感器。
其他用途：如果控制x、f不变，就可以用来检测与
表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者 用来检测与材料磁导率有关的磁性材料型号、表面硬
度等参数。
电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理
二、等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的 函数表达式为：
Z=R+jωL=f（f、、、r、x）
式中的r为表面因子。
检测深度与激励源频率有何关系？
如果控制上式中的f、、、r不变，电涡流
线圈的阻抗Z就成为哪个变量的单值函数？属于 接触式测量还是非接触式测量？
等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制：由于存在集肤效应，电涡 流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f， 可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低，检测深度越深。
66
接近开关的术语解释（2）
标准检测体：可与现场被检金属作比 较的标准金属检测体。标准检测体通常为 正方形的A3钢，厚度为1mm，所采用的边 长是接近开关检测面直径的2.5倍。
不同材料的金属检测物对电涡流接近开 关动作距离的影响（以Fe为参考金属）
对于非磁性材料，被测体的电导率越高， 则灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁导 率将影响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗还将 影响电涡流线圈的Q值。磁滞损耗大时，其灵敏 度通常较高。
高频电 流通过励磁 线圈，产生 交变磁场， 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流， 使锅底发热， 烧开锅 内 食 物。
第二节 电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
电涡流探头内部结构

传感器课件--4电涡流传感器83页PPT

传感器课件--4电涡流传感器83页PPT
传感器课件--4电涡流传感器
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢

第五章电涡流式传感器PPT课件

第五章电涡流式传感器PPT课件
第36页/共55页
接近开关的核心部分是“感辨头”，它必须 对正在接近的物体有很高的感辨能力。在生 物界里，眼镜蛇的尾部能感辨出人体发出的 红外线。而电涡流探头就能感辨金属导体的 靠近。
变化的重复频率，从而测出转轴的转速，若转轴上开
z个槽(或齿)，频率计的读数为f(单位为Hz)，转速按下
式求得：
n 60 f z
3-46
第26页/共55页
图3-46 转速测量
(a) 带凹槽转轴
(b) 带凸槽转轴
第27页/共55页
（4）安全检测
图3-47 电涡流式通道安全检查门简图
第28页/共55页
第9页/共55页
图3-40 CZF型涡流式传感器的结构图
第10页/共55页
这种传感器的线圈与被测金属之间是磁性耦合的，并 利用其耦合程度的变化作为测量值，无论是被测体的 物理性质，还是它的尺寸和形状都与测量装置的特性 有关。作为传感器的测量装置的线圈仅为实际传感器 的一半，而另一半是被测体。
CZF型传感器的性能见表3-1。
限鉴 幅频 器器
功 率
显示器
放
大 器
记录仪
并联谐振回路的谐振频率为 f 1
2 LC0
第19页/共55页
当电涡流线圈与被测体的距离x改变时，电感量 L随之改变，引起LC振荡器的输出频率改变， 此频率可直接用计算机测量。用模拟仪表显示， 必须用鉴频器，将频率f转换为电压U。
5、电涡流传感器的应用
（1）位移测量 某些旋转机械，如高速旋转的汽轮机对轴向位移的 要求很高。当汽轮机运行时，叶片在高压蒸气推动 下高速旋转，它的主轴承受巨大的轴向推力。若主 轴的位移超过规定值时，叶片有可能与其他部件碰 撞而断裂。利用电涡流原理可以测量汽轮机主轴的 轴向位移、电动机轴向窜动等。电涡流轴向位移监 测保护装置电涡流探头的安装如图4—44所示。

第4章电感电涡流优秀课件

第4章电感电涡流优秀课件
此时磁场能量受到损耗, 到达L2的磁通将减弱为Φ′１, 从而 使L2产生的感应电压U2下降。金属板越厚, 涡流损失就越大, U2电压就越小。因此, 可根据U2电压的大小得知被测金属板的 厚度, 透射式涡流厚度传感器检测范围可达1～100mm, 分辨率 为0.1μm, 线性度为 1%。
四、测量电路
（一）电桥电路
（L 振荡频率变化）
（2）调频式测量电路
五、电涡流式传感器的应用
（一）测量位移
动态位移 测量
被测零件
被测零件
涡流传感器
（二）测量振动 机械轴
机械轴 涡流传感器 振形图 测量
涡流传感器
（三）测量转速
被测 零件
涡流 传感器
被测 零件
涡流 传感器
设测出脉冲频率为f（Hz），被测零件齿数 为N，则轴的转速为：
系？
大直径电涡流探雷器
应用 接近开关简介
接近开关又称无触点行程开关。 它能在一定的距离（几毫米至几十毫 米）内检测有无物体靠近。当物体与 其接近到设定距离时，就可以发出 “动作”信号。
接近开关的核心部分是“感辨头”， 它对正在接近的物体有很高的感辨能力。
接近开关外形
接近开关外形
接近开关外形（续）
n f 60 （转/分） N
在软磁材料制成的输入轴上加工一键槽, 在距输入表面 d0 处设置电涡流传感器, 输入轴与被测旋转轴相连。
当被测旋转轴转动时, 输出轴的距离发生d0+Δd的变化。由于 电涡流效应, 这种变化将导致振荡谐振回路的品质因素变化, 使传感器线圈电感随Δd的变化也发生变化, 它们将直接影响振 荡器的电压幅值和振荡频率。因此, 随着输入轴的旋转, 从振 荡器输出的信号中包含有与转数成正比的脉冲频率信号。 该 信号由检波器检出电压幅值的变化量, 然后经整形电路输出脉 冲频率信号f n 。该信号经电路处理便可得到被测转速。
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并联谐振回路的谐振频率
f 1
2 LC0
4-3
设电涡流线圈的电感量L=0.8mH，微 调电容C0=200pF，求振荡器的频率f 。
（1pF＝10－12F）
鉴频器在调频式电路中的应用
设电路参数如上页， 计算电涡流线圈未接近 金属时的鉴频器输出电 压Uo0 ；若电涡流线圈靠 近金属后，电涡流探头
的输出频率f 上升为
齐平式传感器安装时可以不高出安装 面，不易被损害。
V系列电涡流位移传感器外形（参考浙江洞头开关厂资料）
19.10.2020
齐平式
22
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响， 例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、 磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感 器的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不 确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以 影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性 测量。 在用作 定 量 测量时，必须采用逐点标 定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。
测量冷轧板厚度
测量尺寸、公差 及零件识别
19上下平移
29
测量封口机工作间隙
间隙越大， 电涡流越小
19.10.2020
30
测量注塑机开合模的间隙
间距
19.10.2020
31
位移的标定方法
使用千分尺，逐一对照测量电路的输 出电压及数显表读数，列出对照表，存入 计算机，从而达到线性化的目的。
部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数
人的手、泥土或装满水的玻璃杯能对振 荡器的振幅产生明显的衰减吗？为什么？
二、调频（FM）式电路(100kHz~1MHz）
当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时， 电涡流线圈的电感量L 也随之改变，引起LC 振荡器的输出频率变化。如果要用模拟仪表进 行显示或记录时，必须使用鉴频器，将f转换 为电压Uo 。
叶片振动的幅度Xm为多少mm？ 叶片振动的周期T及频率f为多少
位移传感器的分类
19.10.2020
24
偏心和 振动检测
19.10.2020
25
通过测量间隙来测量径向跳动
19.10.2020
26
测量弯曲、波动、变形
对桥梁、丝杆等机械结构的振动 测量，须使用多个传感器。
19.10.2020
27
测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪
导向辊的材料可以用 金属制作吗？
集肤效应
电涡流传感器工作原理:当高频 （100kHz～2MHz）信号源产生的高频电压施 加到一个靠近金属导体附近的电感线圈L1时， 被测导体表面就产生电涡流i2。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。
频率f越高，电涡流的渗透的深度就越 浅，集肤效应越严重。
传感器电涡流传感器 优秀课件
19.10.2020
1
第一节 电涡流传感器工作原理
电涡流效应演示
19.10.2020
当电涡流 线圈与金属板 的距离x 减小 时，电涡流线 圈的等效电感L 减小，等效电 阻R 增大，流 过电涡流线圈 的电流 i1 增大。
2
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
电涡流位移传感器的距离 与输出电压特性曲线
1、2、3 的量程和线性范围各为多少mm？
二、振动测量
用电涡 流探头、 调幅法测 量简谐振 动时，探 头的输出 波形。
调频法测量振动的波形
19.10.2020
35
振动测量
测量悬臂梁的 振幅及频率
19.10.2020
汽轮机叶片测试
36
电涡流探头接到图4-4所示的调幅测量
位移测量仪
位移测量包含：
偏心、间隙、位 置、倾斜、弯曲、变 形、移动、圆度、冲 击、偏心率、冲程、 宽度等。
来自不同应用领 域的许多量都可归结 为位移或间隙变化。
数显位移测量仪及探头
4~20mA电涡流位移传感器外形
（参考德国图尔克公司资料）
19.10.2020
20
齐平式电涡流位移传感器外形（参考德国图尔克公司资料）
二、等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的 函数表达式为：
Z=R+jωL=f（f、、、r、x）
式中的r为表面因子。
检测深度与激励源频率有何关系？
如果控制上式中的f、、、r不变，电涡流
线圈的阻抗Z就成为哪个变量的单值函数？属于 接触式测量还是非接触式测量？
等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制：由于存在集肤效应，电涡 流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f， 可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低，检测深度越深。
CZF-1系列传感器的性能
分析上表请得出结论： 探头的直径与测量范围及分辨力之间
有何关系？
大直径电涡流探雷器
19.10.2020
12
第三节 测量转换电路
一、调幅式（AM）电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压 (100kHz~2MHz）用于激励电涡流线圈。金属 材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线 圈两端电压的衰减，输出电压Uo反映了金属体 对电涡流线圈的距离。
间距x的测量：如果控制上式中的f、、、r不变，
电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数，这样就 成为非接触位移传感器。
其他用途：如果控制x、f不变，就可以用来检测与
表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者 用来检测与材料磁导率有关的磁性材料型号、表面硬
度等参数。
电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理
高频电 流通过励磁 线圈，产生 交变磁场， 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流， 使锅底发热， 烧开锅 内 食 物。
第二节 电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
电涡流探头内部结构
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
500kHz，f 为多少？输 出电压Uo为多少伏？
19.10.2020
17
第四节 电涡流传感器的应用
一、位移测量 电涡流位移传感器是一种输出为模拟量的 电子器件。当金属物体接近此感应面时，金属 表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使 振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的 变化或振荡频率的变化，可地计算出与被检物 体的距离、振动等参数。这种位移传感器属于 非接触测量，工作时不受灰尘等因素的影响， 可在各种恶劣条件下使用。