电涡流位移传感器利用感应涡流原理,可以在一定范围内有效地测量位移或距离的变化。当金属被测物体靠近探头时,根据位移或距离不同,电涡流位移传感器输出不同的电压,从而对照算出位移的变化量。
电涡流位移传感器
电涡流位移传感器主要由探头、前置器、连接电缆三部分构成。探头内置线圈,使用与接近开关类似。前置器通常使用盒式密封设计,前置器电路主要包括振荡电路、电压检测电路、放大器三部分,电压型电涡流位移传感器的前置器一般引出5个接线端子,即电源正 12VDC(或 24 V DC)、电源负、输出正OUT 、输出负OUT-、接地GND。连接电缆两端分别接探头和前置器。
电涡流位移传感器的工作机理如下:前置器内部的振荡电路产生高频振荡电流,该高频振荡电流经连接电缆进入探头内置线圈,探头由此产生高频变化的磁场。当金属被测物体靠近探头的较近位置时,金属被测物体产生涡流。涡流再生涡流磁场,磁力线方向与探头线圈相反,由此改变了探头的阻抗,引起振荡电路的振荡电压幅值发生变化。变化后的振荡电压经电压检测电路并滤波放大后,形成输出电压。由此可见,位移变化引起输出电压变化就是电涡流位移传感器的工作机理。
电涡流位移传感器
电涡流效应和多项参数有关,如金属被测物体的电导率、磁导率、探头线圈直径、探头与金属被测物体的距离、振荡频率等。在电涡流位移传感器中,探头直径对量程、分辨率有着重要影响。表1以嘉可JK型电涡流位移传感器的参数为例,列举了不同探头直径的量程、分辨率、线性误差。由表1数据可见,探头直径越大,量程越大,但分辨率越低,线性误差越大。