电涡流电式传感器测速装置设计

㈠ 用电涡流传感器实时监测轧制铝板厚度的装置，试画出测试装置图，简要说明其工作原理

电涡流式传感器由传感器激励线圈和被测金属体组成。根据法拉第电磁感应定律，当传感器激励线圈中通过以正弦交变电流时，线圈周围将产生正选交变磁场，是位于盖磁场中的金属导体产生感应电流，该感应电流又产生新的交变磁场。新的交变磁场阻碍原磁场的变化，使得传感器线圈的等效阻抗发生变化。

线圈阻抗的变化完全取决于被测金属的电涡流效应，分别与以上因素有关。如果只改变式中的一个参数，保持其他参数不变，传感器线圈的阻抗Z就只与该参数有关，如果测出传感器线圈阻抗的变化，就可以确定该参数。在实际应用中，通常是改变线圈与导体间的距离x，而保持其他参数不变，来实现位移和距离测量。

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注意事项：

1、一般涡流传感器的最高允许温度≤180度，实际上如果工作温度过高，不仅传感器的灵敏度会显著降低，还会造成传感器的损坏，因此测量汽轮机高、中、低转轴振动时，传感器必须安装在轴瓦内，只有特制的高温涡流传感器才允许安装在汽封附近。

2、为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。若在测试过程中某一部位需要同时安装两个或以上传感器，为避免交叉干扰，两个传感器之间应保持一定的距离。

3、另外被测体表面积应为探头直径3倍以上，表面不应有伤痕、小孔和缝隙，不允许表面电镀。被测体材料应与探头、前置器标定的材料一致。

㈡ 电涡流传感器的工作原理

电涡流传感器的工作原理：

根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时（与金属是否块状无关，且切割不变化的磁场时无涡流），导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。

电涡流传感器系统以其独特的优点，广泛应用于电力、石油、冶金等行业，对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护。以及转子动力学研究和零件尺寸检验等方面。

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电涡流传感器实验基本原理是通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，关呈漩涡状，故称为涡流。

涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离x等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而改变磁线线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。

电涡流工作在非接触状态（线圈与金属体表面不接触），当线圈与金属以表面的距离x以外的所有参数一定时可以进行位移测量。

电涡流传感器侧测量方式：

位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的，一般来说小位移的测量通常有应变式、电感式、差动变压式、涡流式、霍尔传感器等方法来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量，由于电磁测量方式能直接输出电信号，方便转化，易于控制，所以应用的最为广泛。

电涡流传感器就属于电磁法的一种，结构简单，动态响应好，灵敏度高，分辨率高，可实现非接触测量受介质。与接触式测量传感器相比，非接触测量的方法由于不接触可以减少磨损。

与其他类型的位移传感器相比较，电涡流位移传感器具有长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、不受油污影响、结构简单等优点。