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电涡流式传感器测速原理一、引言电涡流式传感器是一种常用于测速的传感器，它通过利用涡流的产生和感应原理，实现对物体运动速度的测量。
本文将详细介绍电涡流式传感器的原理、工作过程以及在测速领域的应用。
二、电涡流效应电涡流是一种由交变磁场引起的涡旋电流，它会在导体内部产生感应电流。
当导体相对于磁场运动时，磁场变化会导致涡流的产生，涡流进一步产生与之反向的磁场，从而减弱原始磁场。
这种现象被称为电涡流效应。
三、电涡流式传感器的结构电涡流式传感器通常由激励线圈和接收线圈组成。
激励线圈产生一个变化的磁场，而接收线圈用于检测涡流的感应信号。
当被测物体在传感器附近运动时，它会影响激励磁场的分布，进而改变产生的涡流情况，接收线圈可以感应到这些变化。
通过分析接收线圈的输出信号，我们可以得到物体的运动速度信息。
四、电涡流式传感器的工作原理1.传感器激励线圈通过加电产生一个变化的磁场。
2.传感器附近的物体在运动过程中与激励磁场相互作用，产生涡流。
3.涡流的存在改变了激励磁场的分布。
4.接收线圈感应到涡流产生的磁场变化，并将其转换为电信号输出。
5.分析接收信号可以得到物体的运动速度。
五、电涡流式传感器的优势1.非接触式测量：传感器无需与被测物体直接接触，因此可以应用于高速旋转物体的测量。
2.高精度测量：电涡流式传感器的输出信号与物体的速度相关，可以实现高精度的测量。
3.快速响应：传感器对速度变化的响应速度较快，可以实时采集物体运动的信息。
六、电涡流式传感器的应用电涡流式传感器广泛应用于许多领域的测速需求中，包括但不限于以下几个方面：6.1 机械制造在机械制造领域，传感器可以用于测量机器设备的转速、运动部件的线速度等参数。
这对于生产过程的控制和监测非常重要。
6.2 汽车工业在汽车工业中，传感器可用于测量车轮转速、飞轮转速等关键参数。
这对于车辆驾驶和安全非常重要。
6.3 航空航天在航空航天领域，传感器可用于飞机、导弹等航空器的测速。
电涡流式传感器根据初中学的法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，称之为电涡流或涡流，这种现象称为涡流效应。
电涡流传感器是利用电涡流效应，将位移、温度等非电量转换为阻抗的变化或电感的变化从而进行非电量电测的。
目前生产的变间隙位移传感器，器量程范围为300m～800mm。
将块状金属导体置于通有交变电流的传感器线圈磁场中。
根据法拉第电磁感应原理，由于电流的变化，在线圈周围就产生一个交变磁场，当被测导体置于该磁场范围之内，被测导体内便产生电涡流，电涡流也将产生一个新磁场，和方向相反，抵消部分原磁场，从而导致线圈的电感量、阻抗和品质因素发生变化。
一、电涡流式传感器的结构电涡流式传感器结构比较简单，主要由一个安置在探头壳体的扁平圆形线圈构成。
二、电涡流式传感器的测量电路利用电涡流式变换元件进行测量时，为了得到较强的电涡流效应，通常激磁线圈工作在较高频率下，所以信号转换电路主要有调幅电路和调频电路两种。
调幅式(AM)电路调频式(FM)电路调频式电路(100kHz～1MHz)结构如图所示：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，此频率可直接用计算机测量。
如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将△ƒ转换为电压U0。
三、电涡流式传感器的应用电路电涡流式传感器具有测量范围大、灵敏度高、结构简单、抗干扰能力强和可以非接触测量等优点，被广泛应用于工业生产和科学研究各个领域中。
1、电磁炉电磁炉是我们日常生活中必备的家用电器之一，涡流传感器是其核心器件之一，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，使锅底自行发热，烧开锅内的食物。
2、电涡流探雷器3、电涡流式接近开关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。
当物体接近到设定距离时，就可发出“动作”信号。
实验二电涡流式传感器的静态标定
一实验目的:
了解电涡流式传感器的原理及工作性能
二实验原理:
通以高频电流的线圈产生磁场, 当有导体接近时, 因导体涡流效应产生涡流损耗, 而涡流损耗与导电体的材料及线圈的距离有关, 因此可以进行位移测量。
三实验器材:
涡流变换器、F／V表、测微头、铁测片、涡流传感器、示波器、振动平台、主、副电源。
四实验步骤:
(1)装好传感器（传感器对准铁测片安装）和测微头。
(2)观察传感器的结构, 它是一个扁平线圈。
(3)用导线将传感器接入涡流变换器输入端, 将输出端接至F／V表, 电压表置于２０Ｖ档, 见图１, 开启主、副电源。
图１
(4)用示波器观察涡流变换器输入端的波形。
如发现没有振荡波形出现, 再将被测体移开一些。
适当调节传感器的高度, 使其与被测铁片接触, 从此开始读数, 记下示波器及电压表的数值, 填入下表:
建议每隔0.10mm读数, 到线性严重变坏为止。
根据实验数据。
在座标纸上画出Ｖ－Ｘ曲线, 指出大致的线性范围, 求出系统灵敏度。
（最好能用误差理论的方法求出线性范围内的线性度、灵敏度）。
五实验结果
六注意事项:
被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行, 并将探头尽量对准被测体中间, 以减少涡流损失。
七实验心得
涡流传感器灵敏度和分辨率高, 线性度也很好, 在涉及到一些导体的位置移位等相关测量时, 使用涡流传感器可以很好的实现不接触测量, 而且电涡流传感器利用涡流效应, 可以用其测量导体内部的一些性质。
电涡流式传感器实验报告电涡流式传感器实验报告引言：电涡流式传感器是一种广泛应用于工业领域的非接触式传感器，它利用了涡流的原理来检测金属材料中的缺陷和变化。
本实验旨在探究电涡流式传感器的工作原理、应用领域以及实验结果的可靠性。
一、工作原理电涡流式传感器利用了电磁感应的原理，当电磁场通过金属材料时，会在材料内部产生电涡流。
这些电涡流会改变电磁场的分布，从而反映出材料的性质和状态。
传感器通过测量电涡流的变化来判断材料的缺陷和变化。
二、应用领域1. 材料缺陷检测：电涡流式传感器可以用于检测金属材料中的裂纹、疲劳和腐蚀等缺陷。
通过测量电涡流的变化，可以精确地定位和评估材料中的缺陷程度，为后续的修复和保养提供依据。
2. 金属排序：由于不同材料的电导率和磁导率不同，电涡流式传感器可以用于对金属进行分类和排序。
通过测量电涡流的强度和频率，可以快速准确地区分不同种类的金属材料。
3. 无损检测：电涡流式传感器是一种非接触式的检测方法，可以在不破坏材料表面的情况下进行检测。
因此，它被广泛应用于对复杂结构和精密零件的无损检测，如航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
三、实验设计与结果在本实验中，我们选择了一块铝合金板作为被测材料，利用电涡流式传感器对其进行了缺陷检测。
实验过程中，我们将传感器靠近铝合金板表面，并通过测量电涡流的变化来判断板材中是否存在缺陷。
实验结果显示，当传感器靠近板材表面时，电涡流的强度和频率发生了明显的变化。
在板材表面平滑的区域，电涡流强度较弱，频率较高；而在存在缺陷的区域，电涡流强度增强，频率降低。
通过对实验结果的分析，我们可以准确地定位和评估板材中的缺陷。
四、实验结果的可靠性在实验过程中，我们注意到实验结果的可靠性受到多种因素的影响。
首先，传感器与被测材料的距离和角度会对测量结果产生影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行传感器的位置和角度调整。
其次，被测材料的性质和状态也会对实验结果产生影响。
电涡流式传感器工作原理
电涡流式传感器是一种非接触式传感器，它利用电磁感应原理来检测金属表面的缺陷和变形。
它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，即当导体在磁场中运动时，会产生感应电动势。
电涡流式传感器利用这个原理来检测金属表面的缺陷和变形。
电涡流式传感器由一个线圈和一个磁芯组成。
当线圈中通电时，会产生一个磁场。
当传感器靠近金属表面时，金属表面会产生涡流。
这些涡流会产生一个反向的磁场，与线圈中的磁场相互作用，从而产生一个感应电动势。
这个感应电动势的大小和金属表面的缺陷和变形有关。
通过测量感应电动势的大小，可以确定金属表面的缺陷和变形的程度。
电涡流式传感器可以用于检测金属表面的裂纹、疲劳、腐蚀、变形等缺陷。
它可以检测各种金属材料，包括铝、钢、铜、镍等。
它的检测精度高，可以检测到微小的缺陷和变形。
它的检测速度快，可以在短时间内完成对金属表面的检测。
它的使用非常方便，只需要将传感器靠近金属表面即可进行检测。
电涡流式传感器在工业生产中有广泛的应用。
它可以用于航空、汽车、船舶、铁路等领域的金属材料检测。
它可以用于检测发动机叶片、轮毂、轴承、齿轮等零部件的缺陷和变形。
它可以用于检测管道、容器、桥梁等结构的腐蚀和变形。
它可以用于检测金属材料的质量和可靠性，保证产品的安全和可靠性。
电涡流式传感器是一种非常重要的检测工具，它可以用于检测金属表面的缺陷和变形，具有检测精度高、检测速度快、使用方便等优点，被广泛应用于工业生产中。
3.4 电涡流式传感器原理:涡流效应),,,(ωμρδZ Z =)(5030cm fh r μρ=z z 案例：连续油管的椭圆度测量和无损检测CoiledSensor原理：电涡流式传感器高频反射式涡流传感器低频透射式涡流传感器电涡流式传感器3.4.1 高频反射式涡流传感器3.4.2 低频透射式涡流传感器3.4.3 涡流式传感器的应用3.4.1 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. 基本原理线圈中通以高频信号2．等效电路z⎩⎨⎧=ω−ω+=ω−ω+012222121111I M j I L j I R U I M j I L j I R &&&&&&&22222111)1(LKR LK j K L j R L j R M L j R Z E E E E L +++=+++=ωωωωω)(ΩS L ω)(Ωcm•Ω=μρ1cm•Ω=μρ100频率（MH Z ）感抗电阻R E 10.10.0020.0210 1.00.00630.06310010.00.020.2)1(22K L j K L L R R Z EE L −++=ω)1(22K L K L L R EE −〈〈ω3. 传感器的结构4. 测量电路z定频测距电路z调频测距电路定频测距电路并C L f o ∝=π21调频测距电路Cx L f •≈)(21πz3.4.2 低频透射式涡流传感器测厚的依据测试频率与材料关系zz ρρ3.4.3 涡流式传感器的应用xρμμρ,,x 被测参数变换量特征位移、厚度、振动（1）非接触测量，连续测量（2）受剩磁的影响。
表面温度、电解质浓度材质判别、速度（温度）（1）非接触测量，连续测量；（2）对温度变化进行补偿应力、硬度（1）非接触测量，连续测量；（2）受剩磁和材质影响探伤可以定量测量1．位移测量2．振幅测量3．厚度测量4．转速测量60×=nf N5. 涡流探伤zzz用涡流探伤时的测量信号。
电涡流式传感器电涡流传感器是一种能将机械位移，振幅和转速等参量转换成电信号输出的非电量电测装置。
它由探头，变换器，连接电缆及被测导体组成，是实现非接触测量的理想工具。
其最大特点就是结构简单，可以实现非接触测量，具有灵敏度高、抗干扰能力强、频率响应宽、体积小等特点，因此在工业测量领域得到了越来越广泛的应用。
一、基本工作原理当金属导体置于变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流就像水中的漩涡那样，在导体内部形成闭合回路，我们通常称之为电涡流，称这种现象为涡流效应。
电涡流传感器就是在涡流效应的基础上建立起来的。
电涡流传感器的基本原理如图1所示。
一个通有交变电流1I 的传感线圈，由于电流的周期性变化，在线圈周围就产生了一个交变磁场1H 。
如被测导体置于该磁场范围之内，被测导体便产生涡流2I ，电涡流也将产生一个新的磁场2H ，2H 和1H 方向相反，由于磁场2H 的反作用使通电线圈的等效阻抗发生变化。
当金属导体靠近线圈时，金属导体产生涡流的大小与金属导体的电阻率ρ、磁导率μ、厚度t 、线圈与金属导体间的距离s 以及线圈激励电流的大小和角频率ω等参数有关。
如固定其中某些参数，就能按涡流的大小测量出另外一些参数。
为了简化问题，我们把金属导体理解为一个短路线圈，并用2R 表示这个短路线图2 等效电路U图1 电涡流式传感器基本原理示意图1—传感线圈；2—金属导体 2圈的电阻；用2L 表示它的电感；用M 表示它与空心线圈之间的互感；再假设电涡流空心线圈的电阻与电感分别为1R 和1L ，就可画出如图2所示的等效电路。
经推导电涡流线圈受被测金属导体影响后的等效阻抗为L j R L L R M L j L R M R R I U Z ωωωωωωω+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++==22222222122222222111 式中R —电涡流线圈工作时的等效电阻； L —电涡流线圈工作时的等效电感。
由上式可知，等效电阻、等效电感都是此系统互感系数平方的函数。
电涡流式传感器电涡流式传感器
电涡流式传感器
电涡流式传感器
eddycurrenttypetransducer
利用电涡流效应将位移等非电被测参量转换为线圈的电感或阻抗变化的变磁阻式传感器。
电涡流效应是指金属导体置于交变磁场中会产生电涡流，且该电涡流所产生磁场的方向与原磁场方向相反的一种物理现象。
电涡流传感器的敏感元件是线圈，当给线圈通以交变电流并使它接近金属导体时，线圈产生的磁场就会被导体电涡流产生的磁场部分抵消，使线圈的电感量、阻抗和品质因数发生变化。
这种变化与导体的几何尺寸、导电率、导磁率有关，也与线圈的几何参量、电流的频率和线圈到被测导体间的距离有关。
如果使上述参量中的某一个变动,其余皆不变，就可制成各种用途的传感器,能对表面为金属导体的物体进行多种物理量的非接触测量。
这种传感器的优点是结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量线性范围大、抗干扰能力强、体积小等。
它是一种很有发展前途的传感器。
电涡流式传感器按用途可分为测量位移、接近度和厚度的传感器；按结构可分为变间隙型、变面积型、螺管型和低频透射型4类。
变间隙型 这种传感器结构很简单，主要元件是一个固定于传感器端部的线圈。
当被测导体与线圈之间的间隙发生变化时，就引起线圈电感、阻。
