一文讀懂電渦流位移傳感器的工作機理
發布時間：2022-03-31 09:37:46
電渦流位移傳感器利用感應渦流原理，可以在一定范圍內有效地測量位移或距離的變化。當金屬被測物體靠近探頭時，根據位移或距離不同，電渦流位移傳感器輸出不同的電壓，從而對照算出位移的變化量。
電渦流位移傳感器主要由探頭、前置器、連接電纜三部分構成。探頭內置線圈，使用與接近開關類似。前置器通常使用盒式密封設計，前置器電路主要包括振蕩電路、電壓檢測電路、放大器三部分，電壓型電渦流位移傳感器的前置器一般引出5個接線端子，即電源正+12VDC（或+24 V DC）、電源負、輸出正OUT+、輸出負OUT-、接地GND。連接電纜兩端分別接探頭和前置器。
電渦流位移傳感器的工作機理如下：前置器內部的振蕩電路產生高頻振蕩電流，該高頻振蕩電流經連接電纜進入探頭內置線圈，探頭由此產生高頻變化的磁場。當金屬被測物體靠近探頭的較近位置時，金屬被測物體產生渦流。渦流再生渦流磁場，磁力線方向與探頭線圈相反，由此改變了探頭的阻抗，引起振蕩電路的振蕩電壓幅值發生變化。變化后的振蕩電壓經電壓檢測電路并濾波放大后，形成輸出電壓。由此可見，位移變化引起輸出電壓變化就是電渦流位移傳感器的工作機理。
電渦流效應和多項參數有關，如金屬被測物體的電導率、磁導率、探頭線圈直徑、探頭與金屬被測物體的距離、振蕩頻率等。在電渦流位移傳感器中，探頭直徑對量程、分辨率有著重要影響。表1以嘉可JK型電渦流位移傳感器的參數為例，列舉了不同探頭直徑的量程、分辨率、線性誤差。由表1數據可見，探頭直徑越大，量程越大，但分辨率越低，線性誤差越大。
