金屬導體置于變化著的磁場中,導體內就會產生感應電流,稱之為電渦流或渦流。這種現象稱為渦流效應。渦流式傳感器就是在這種渦流效應的基礎上建立起來的。
轉換電路
由渦流式傳感器的工作原理可知,被測量數變化可以轉換成傳感器線圈的品質因素Q、等效阻抗Z和等效電感L的變化。轉換電路的任務是把這些種參數轉換為電壓或電流輸出。總的來說,利用Q值的轉換電路使用較少,這里不作討論。利用z的轉換電路一般用橋路,它屬于調幅電路。利用L的轉換電路一般用諧振電路,根據輸出是電壓幅值還是電壓頻率,諧振電路又分為調幅和調頻兩種。
渦流式傳感器的變換原理,是金屬導體在交流磁場中的渦電流效應。
如圖1所示,金屬板置于一只線圈的附近,它們之間相互的間距為δ。
(1)高頻反射式渦流傳感器。
如圖1所示,
高頻(》1 MHz)激勵電流i0產生的高頻磁場作用于金屬板的表面,由于集膚效應,在金屬板表面將形成渦電流。
(2) 低頻透射式渦流傳感器
低頻透射式渦流傳感器的工作原理如圖2所示。
(3)互感型差動變壓器式電感傳感器
差動變壓器式電感傳感器是常用的互感型傳感器,其結構形式有多種,以螺管型應用較為普遍,其結構及工作原理如圖3(a)、(b)所示。
渦流式傳感器的特點是結構簡單、易于進行非接觸的連續測量,靈敏度較高,適用性強,因此得到了廣泛的應用。