基础电路中的高频反射式电涡流传感器的结构和工作原理

接线图 2023年10月21日 08:11 222 admin

　　当导体在磁场中运动时，会引起导体上闭合的感生电流ie，称为涡流。涡流大小与导体电阻率ρ、磁导率μ以及产生交变磁场的线圈与被测体之间距离x，线圈激励电流的频率f有关。涡流穿透深度h可表示

基础电路中的高频反射式电涡流传感器的结构和工作原理第1张

　　ρ—导体电阻率（Ω·cm）；
　　μr—导体相对磁导率；
　　f—交变磁场频率（Hz）。
　　可见，涡流穿透深度h和激励电流频率f有关，所以涡流传感器根据激励频率可分为高频反射式或低频透射式两类。而目前高频反射式电涡流传感器应用广泛。下面将介绍高频反射式电涡流传感器的结构和工作原理。
　　高频反射式电涡流传感器由一个固定在框架上的扁平圆形线圈构成。线圈可以粘贴于框架上，也可以在框架上开一条槽沟，将导线绕在槽内。下图为CZF1型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。

基础电路中的高频反射式电涡流传感器的结构和工作原理第2张

　　1 线圈 2 框架 3 衬套 4 支架 5 电缆 6 插头
　　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。

基础电路中的高频反射式电涡流传感器的结构和工作原理第3张