电涡流传感器基本原理以与转速测量地完整实例演示含原理图
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电涡流传感器转速测量实验
电涡流传感器V-n 曲线图
U/V
转速n /r p m 电涡流传感器转速测量实验报告
⼀、实验⽬的:
了解电涡流传感器测量转速的原理与⽅法。
⼆、实验仪器:
电涡流传感器、转动源、+5V 、+4、±6、±8、±10V 直流电源、电涡流传感器模块
三、实验原理:
根据电涡流传感器对不同材质的被测物输出不同和静态位移特性,选择合适的⼯作点即可测量转速。
四、实验内容与步骤
1、将电涡流传感器安装到转动源传感器⽀架上,引出线接电涡流传感器实验模块。
2、合上主控台电源,选择不同电源+4V 、+6V 、+8V 、+10V 、12V (±6)、16V (±8)、20V (±10)、24V 驱动转动源,可以观察到转动源转速的变化,待转速稳定后,记录驱动电压对应的转速,也可⽤⽰波器观测磁电传感器输出的波形。
五、数据分析与记录
1、数据记录表格
2、⽤matlab 绘制的V-n 曲线图如下图所⽰
3、电涡流传感器传感器测量转速原理
传感器线圈由信号激励,使它产⽣⼀个交变磁场,当被测导体靠近线圈时,在磁场作⽤范围的导体表层,产⽣了与此磁场相交链的电涡流,⽽此电涡流⼜将产⽣⼀交变磁场阻碍外磁场
的变化。
因此当被测体与传感器间的距离改变时,传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发⽣变化,于是把位移量转换成电量。
六、实验报告
1.分析电涡流传感器传感器测量转速原理。
2.根据记录的驱动电压和转速,作V-n曲线。
电涡流传感器原理图1、什么是电涡流效应?电感线圈产生的磁力线经过金属导体时,金属导体就会产生感应电流,且呈闭合回路,类似于水涡流形状,故称之为电涡流也叫做电涡流效应,其实是电磁感应原理的延伸。
注意:电涡流传感器要求被测体必须是导体。
传感器探头里有小型线圈,由控制器控制产生震荡电磁场,当接近被测体时,被测体表面会产生感应电流,而产生反向的电磁场。
这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。
2、电涡流传感器的工作原理与结构主要由一个安置在框架上的扁平圆形线圈构成。
此线圈可以粘贴于框架上,或在框架上开一条槽沟,将导线绕在槽内。
下图为涡流传感器的结构原理,它采取将导线绕在聚四氟乙烯框架窄槽内,形成线圈的结构方式。
传感器线圈由高频信号激励,使它产生一个高频交变磁场φi,当被测导体靠近线圈时,在磁场作用范围的导体表层,产生了与此磁场相交链的电涡流ie,而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。
从能量角度来看,在被测导体内存在着电涡流损耗(当频率较高时,忽略磁损耗)。
能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z 降低,因此当被测体与传感器间的距离d改变时,传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化,于是把位移量转换成电量。
这便是电涡流传感器的基本原理分析:转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期信号的频率进行测量。
转速测量方法有多种,我们采用计数法进行转速测量,即在一定时间间隔内,根据被测信号的周期数求转速。
在本系统中,测速圆盘上有i=6个突出的齿牙,转子每转一周,电涡流传感器将输出6个周期信号。
假设单位为s,齿轮数为N,f为频率,转子转速n单位为r/m i n,可由下式求:n=(f/N)*604、使用电涡流传感器时的注意事项对被测体的要求为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间,如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器,就必须考虑是否会产生交叉干扰,两个探头之间一定要保持规定的距离,被测体表面积应为探头直径3倍以上,当无法满足3倍的要求时,可以适当减小,但这是以牺牲灵敏度为代价的,一般是探头直径等于被测体表面积时,灵敏度降低至70%,所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。
电涡流传感器基本原理以及转速测量的完整实例演示含原理图电涡流传感器原理图1、什么是电涡流效应?电感线圈产生的磁力线经过金属导体时,金属导体就会产生感应电流,且呈闭合回路,类似于水涡流形状,故称之为电涡流也叫做电涡流效应,其实是电磁感应原理的延伸。
注意:电涡流传感器要求被测体必须是导体。
传感器探头里有小型线圈,由控制器控制产生震荡电磁场,当接近被测体时,被测体表面会产生感应电流,而产生反向的电磁场。
这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。
2、电涡流传感器的工作原理与结构主要由一个安置在框架上的扁平圆形线圈构成。
此线圈可以粘贴于框架上,或在框架上开一条槽沟,将导线绕在槽内。
下图为涡流传感器的结构原理,它采取将导线绕在聚四氟乙烯框架窄槽内,形成线圈的结构方式。
传感器线圈由高频信号激励,使它产生一个高频交变磁场φi,当被测导体靠近线圈时,在磁场作用范围的导体表层,产生了与此磁场相交链的电涡流ie,而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。
从能量角度来看,在被测导体内存在着电涡流损耗(当频率较高时,忽略磁损耗)。
能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低,因此当被测体与传感器间的距离d改变时,传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化,于是把位移量转换成电量。
这便是电涡流传感器的基本原理3、电涡流传感器的实际应用n=(f/N)*604、使用电涡流传感器时的注意事项对被测体的要求为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间,如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器,就必须考虑是否会产生交叉干扰,两个探头之间一定要保持规定的距离,被测体表面积应为探头直径3倍以上,当无法满足3倍的要求时,可以适当减小,但这是以牺牲灵敏度为代价的,一般是探头直径等于被测体表面积时,灵敏度降低至70%,所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。
对工作的温度的要求一般进口涡流传感器最高温度不大于180℃,而国产的只能达到120℃,并且这些数据来源于生产厂家,其中有很大的不可靠性,据相关的各种资料分析,实际上,工作温度超过70℃时,电涡流传感器的灵敏度会显著降低,甚至会造成传感器的损坏。
电涡流传感器
原理图
1、什么是电涡流效应?
电感线圈产生的磁力线经过金属导体时,金属导体就会产生感应电流,且呈闭合回路,类似于水涡流形状,故称之为电涡流也叫做电涡流效应,其实是电磁感应原理的延伸。
注意:电涡流传感器要求被测体必须是导体。
传感器探头里有小型线圈,由控制器控制产生震荡电磁场,当接近被测体时,被测体表面会产生感应电流,而产生反向的电磁场。
这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。
2、电涡流传感器的工作原理与结构
主要由一个安置在框架上的扁平圆形线圈构成。
此线圈可以粘贴
于框架上,或在框架上开一条槽沟,将导线绕在槽内。
下图为涡流传
感器的结构原理,它采取将导线绕在聚四氟乙烯框架窄槽内,形成线
圈的结构方式。
传感器线圈由高频信号激励,使它产生一个高频交变磁场φi,当被测导体靠近线圈时,在磁场作用范围的导体表层,产生了与此磁场相交链的电涡流ie,而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。
从能量角度来看,在被测导体内存在着电涡流损耗(当频率较高时,忽略磁损耗)。
能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z
降低,因此当被测体与传感器间的距离d改变时,传感器的Q值和
等效阻抗Z、电感L均发生变化,于是把位移量转换成电量。
这便是电涡流传感器的基本原理
3、电涡流传感器的实际应用
电涡流传感器测量齿轮转速的应用
探头处理电路
测量转速的示意图
分析:
转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期信号的频率进行测量。
转速测量方法有多种,我们采用计数法进行转速测量,即在一定时间间隔内,根据被测信号的周期数求转速。
在本系统中,测速圆盘上有i=6个突出的齿牙,转子每转一周,电涡流传感器将输出6个周期信号。
假设单位为s,齿轮数为N,f为频率,转子转速n单位为r/min,
可由下式求:
n=(f/N)*60
4、使用电涡流传感器时的注意事项
对被测体的要求
为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间,如果在某一部位要同时安装两个
以上的传感器,就必须考虑是否会产生交叉干扰,两个探头之间一定要保
持规定的距离,被测体表面积应为探头直径3倍以上,当无法满足3倍的
要求时,可以适当减小,但这是以牺牲灵敏度为代价的,一般是探头直径
等于被测体表面积时,灵敏度降低至70%,所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。
对工作的温度的要求
一般进口涡流传感器最高温度不大于180℃,而国产的只能达到120℃,并且这
些数据来源于生产厂家,其中有很大的不可靠性,据相关的各种资料分析,实际上,
工作温度超过70℃时,电涡流传感器的灵敏度会显著降低,甚至会造成传感器的损坏。
对初始间隙的要求
各种型号电涡流传感器,都在一定的间隙电压值下,它的读数才有较好的线性度,所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙。