电涡流传感器工作原理是什么?电涡流传感器和电容传感器有何区别

以下内容中，小编将对传感器" target="_blank">电涡流传感器的相关内容进行着重介绍和阐述，希望本文能帮您增进对电涡流传感器的了解，和小编一起来看看吧。

一、电涡流传感器原理

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。

前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。

二、电涡流传感器和电容传感器有何区别

在这部分，我们主要探讨一下电涡流传感器和电容传感器在光斑尺寸、目标尺寸和测量范围上的区别。

非接触式传感器探头的感测区域在一定区域内与目标接合。该区域的尺寸称为光斑尺寸。目标必须大于光点尺寸，否则需要特殊校准。光斑尺寸始终与探头直径成正比。对于电容式传感器和涡流传感器，探头直径和光斑尺寸之间的比率存在显着差异。这些不同的光斑尺寸将导致不同的最小目标尺寸要求。

电容传感器使用电场进行检测。电场通过保护环聚焦在探头上，这导致光点尺寸比检测元件的直径大30%。检测范围与检测元件直径的典型比率为1：8。这意味着对于每个量程单位，检测元件的直径必须大八倍。例如，一个500µm的检测范围需要一个4000µm(4mm)的检测元件直径。该比率用于典型的校准。高分辨率和扩展范围的校准将改变该比率。

电涡流传感器使用的磁场完全围绕探头的末端。这将产生较大的感应场，从而导致光斑尺寸约为探头感应线圈直径的三倍。对于涡流传感器，检测范围与感应线圈直径的比率为1：3。这意味着对于每个量程单位，线圈直径必须大三倍。在这种情况下，对于500µm的相同检测范围，只需要一个直径为1500µm(1.5mm)的涡流传感器探头即可。选择检查技术时，请考虑目标尺寸。较小的目标可能需要电容传感器。如果目标尺寸必须小于传感器的光斑尺寸，则特殊的校准可能能够补偿固有的测量误差。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对电涡流传感器已经具备了初步的认识，最后的最后，祝大家有个精彩的一天。