電渦流感測器計數裝置設計

A. 用電渦流感測器實時監測軋制鋁板厚度的裝置，試畫出測試裝置圖，簡要說明其工作原理

電渦流式感測器由感測器激勵線圈和被測金屬體組成。根據法拉第電磁感應定律，當感測器激勵線圈中通過以正弦交變電流時，線圈周圍將產生正選交變磁場，是位於蓋磁場中的金屬導體產生感應電流，該感應電流又產生新的交變磁場。新的交變磁場阻礙原磁場的變化，使得感測器線圈的等效阻抗發生變化。

線圈阻抗的變化完全取決於被測金屬的電渦流效應，分別與以上因素有關。如果只改變式中的一個參數，保持其他參數不變，感測器線圈的阻抗Z就只與該參數有關，如果測出感測器線圈阻抗的變化，就可以確定該參數。在實際應用中，通常是改變線圈與導體間的距離x，而保持其他參數不變，來實現位移和距離測量。

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注意事項：

1、一般渦流感測器的最高允許溫度≤180度，實際上如果工作溫度過高，不僅感測器的靈敏度會顯著降低，還會造成感測器的損壞，因此測量汽輪機高、中、低轉軸振動時，感測器必須安裝在軸瓦內，只有特製的高溫渦流感測器才允許安裝在汽封附近。

2、為防止電渦流產生的磁場影響儀器的正常輸出，安裝時感測器頭部四周必須留有一定范圍的非導電介質空間。若在測試過程中某一部位需要同時安裝兩個或以上感測器，為避免交叉干擾，兩個感測器之間應保持一定的距離。

3、另外被測體表面積應為探頭直徑3倍以上，表面不應有傷痕、小孔和縫隙，不允許表面電鍍。被測體材料應與探頭、前置器標定的材料一致。

B. 武漢理工大學電渦流感測器的電路設計的課程設計

哥們 別問了 一個課題

C. 電渦流感測器如何在生產線上實現產品計數功能我想知道詳細原理。

根據法拉第電磁感應原理，塊狀金屬導體置於變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時（與金屬是否塊狀無關，且切割不變化的磁場時無渦流），導體內將產生呈渦旋狀的感應電流，此電流叫電渦流，以上現象稱為電渦流效應。而根據電渦流效應製成的感測器稱為電渦流式感測器。
前置器中高頻振盪電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產生交變的磁場。當被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產生感應電流，與此同時該電渦流場也產生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由於其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導率、電導率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導體表面的距離等參數有關。通常假定金屬導體材質均勻且性能是線性和各項同性，則線圈和金屬導體系統的物理性質可由金屬導體的電導率б、磁導率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導體表面的距離D、電流強度I和頻率ω參數來描述。則線圈特徵阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數來表示。通常我們能做到控制τ, ξ, б, I, ω這幾個參數在一定范圍內不變，則線圈的特徵阻抗Z就成為距離D的單值函數，雖然它整個函數是一非線性的，其函數特徵為「S」型曲線，但可以選取它近似為線性的一段。於此，通過前置器電子線路的處理，將線圈阻抗Z的變化，即頭部體線圈與金屬導體的距離D的變化轉化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化，電渦流感測器就是根據這一原理實現對金屬物體的位移、振動等參數的測量。
當被測金屬與探頭之間的距離發生變化時，探頭中線圈的Q值也發生變化，Q值的變化引起振盪電壓幅度的變化，而這個隨距離變化的振盪電壓經過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉化成電壓（電流）變化，最終完成機械位移(間隙)轉換成電壓（電流）。由上所述，電渦流感測器工作系統中被測體可看作感測器系統的一半，即一個電渦流位移感測器的性能與被測體有關。電渦流感測器工作原理如圖所示
按照電渦流在導體內的貫穿情況，此感測器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類，但從基本工作原理上來說仍是相似的。電渦流式感測器最大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、速度、 應力、材料損傷等進行非接觸式連續測量，另外還具有體積小，靈敏度高，頻率響應寬等特點，應用極其廣泛。

D. 試用電渦流式感測器設計一在線檢測的鋼球計數裝置,請畫出檢測原理框圖和電路原框圖。

工作原理摘要：電渦流式感測器將光信號轉換成電信號從而檢測被測目標的版一種裝置。光權電感測器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。光電檢測方法具有精度高，反應快，非接觸等優點，而且可測參數多，感測器的結構簡單，形式靈活多樣，體積小。

它可用於檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫和氣體成分等；也可用來檢測能轉換成光量的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度和加速度，以及物體形狀、工作狀態等。

缺點是有些壓電材料需要防潮措施，輸出直流響應差。為了克服這一缺點，需要高輸入阻抗電路或電荷放大器。

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壓電式感測器的主要參數：

（1）壓電常數是衡量材料壓電效應強弱的參數，它直接影響壓電輸出的靈敏度。

（2）壓電材料的彈性常數、剛度決定了壓電器件的固有頻率和動態特性。

（3）對於一定形狀和尺寸的壓電元件，其固有電容與介電常數有關，固有電容影響壓電感測器的頻率下限。

（4）在壓電效應中，機械耦合系數等於轉換輸出能量（如電能）與輸入能量（如機械能）之比的平方根，是衡量機電能轉換效率的重要參數。壓電材料。