德国米铱传感器

行业新闻 产品信息 技术应用

电涡流传感器原理和性能参数指标

感应涡流传感器
对于位置/位移测量和纳米定位

。据法拉第感应定律,将在金属导电体感应涡流流动,如果导体位于一个时间变化的磁场。磁场这里产生由在aternating中流动的电流的导线线圈。该涡流产生的磁场相反,它与令人兴奋的磁场叠加。作为结果,在传感器线圈的变化的阻抗Z.


阻抗变化取决于距离一个测定目标(金属板)和传感器之间,而在目标的材料。对于一个已定义测量目标线圈阻抗的变化是一个距离的函数,因此,该距离可以通过测量阻抗变化而得。利用机阻抗电压转换器(图2),所述阻抗变化可以被转换成电压变化为进一步的信号处理。

图1电涡流位移传感器图2阻抗电压转换器
电涡流传感器工作最efficently在附近他们的共振频率高的振荡频率。涡电流传感器的共振频率取决于传感器线圈上。串行阻抗Zs必须是为了获得高灵敏度不够高。输出电压的解调后U盘得到的输出电压U作为距离的函数。图3示出在不同频率的输出信号。


图涡流位置传感器谐振频率903kHz的附近的3响应电压
使用铝板作为目标


涡电流传感器性能与在传感器线圈阻抗的变化超过目标运动的校准范围。单位排量高impednce变化是接近目标,并从目标低改最远。在共振频率(903kHz用于传感器线圈绕组数200)从1.2V的输出电压的变化/毫米到3.96V /毫米为5mm一个测量范围。 2毫米的输出电压的更小的测量范围是从3V / mm至5.6V / mm,在频率915kHz。使用一个令人兴奋的频率在共振频率因此,对于小的距离measurment高分辨率为0.5nm的是可实现的。


图4线性化的涡电流传感器的输出信号的测量增加范围
(最佳激励频率是810kHz的传感器实施例)

为了增加涡电流传感器的测量范围内,输出信号的线性度,必须由信号处理来改善。在频率高于谐振频率下的输出信号近似于指数函数。在这种情况下,人们可以使用模拟信号处理来线性的输出电压。图4示出了输出信号的线性化在在810kHz的最佳频率的每个实施例。经处理的信号的线性范围是比原始信号的放大。甲线性小于0.1%是传感器优化后实现的。

特殊传感器电子器件,信号处理和自校准被开发用于温度和物质的影响的补偿。因此,开发了距离涡电流传感器是独立于测量对象,并且可以进行精确的测量位置,距离和振动测量在正常条件下使用。