电涡流位移传感器.docx

燕山大学
课程设计说明书

题目：电涡流位移传感器设计

学院（系）：电气工程系
年级专业：14级工业仪表1班
学号：
学生姓名：韩升升
指导教师：程淑红
教师职称：副教授

燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）：电气工程学院基层教学单位：电子实验中心
学号学生姓名专业（班级）设计题目电涡流位移传感器设计设
计
技
术
参
数工
作
计
划答辩并写好任务书
画出电路图和探头部分结构图参
考
资
料
【1】贾伯年传感器技术东南大学出版社2007
【2】林志琦信号发生电路原理与实用设计人民邮电出版社2010
【3】ArthurB.Williams著宁彦卿译电子滤波器设计科学技术出版社2008
指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
年月日

目录
TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc313972105"摘要…………………………………………………………………4
HYPERLINK\l"_Toc313972107"电涡流位移传感器设计……………………………………………5
HYPERLINK\l"_Toc313972108"一、总体设计方案……………………………………………5
HYPERLINK\l"_Toc313972109"二、电涡流传感器的基本原理………………………………6
HYPERLINK\l"_Toc313972110"2.1电涡流传感器工作原理……………………………6
HYPERLINK\l"_Toc313972111"2.2电涡流传感器等效电路分析………………………6
HYPERLINK\l"_Toc313972112"2.3电涡流传感器测量电路原理………………………8
HYPERLINK\l"_Toc313972113"三、实验数据………………………………………………PAGEREF_Toc313972113\h13
HYPERLINK\l"_Toc313972115"3.1电涡流透射式……………………………………PAGEREF_Toc313972115\h13
HYPERLINK\l"_Toc313972115"3.2电涡流反射式……………………………………PAGEREF_Toc313972115\h14
HYPERLINK\l"_Toc313972116"个人小结……………………………………………………17
参考文献……………………………………………………17

摘要
随着现代测量、控制盒自动化技术的发展，传感器技术越来越受到人们的重视。特别是近年来，由于科学技术的发展及生态平衡的需要，传感器在各个领域的作用也日益显著。传感器技术的应用在许多个发达国家中，已经得到普遍重视。在工程中所要测量的参数大多数为非电量，促使人们用电测的方法来研究非电量，及研究用电测的方法测量非电量的仪器仪表，研究如何能正确和快速的非电量技术。电涡流传感器已成为目前电测技术中非常重要的检测手段，广泛的应用于工程测量和科学实验中。
关键词：电涡流式传感器传感器技术电量非电量

电涡流位移传感器设计
一、总体设计方案
电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点。根据下面的组成框图，构成传感器。
根据组成框图，具体说明各个组成部分的材料：
（1）敏感元件：传感器探头线圈是通过与被测导体之间的相互作用，从而产生被测信号的部分，它是由多股漆包铜线绕制的一个扁平线圈固定在框架上构成，线圈框架的材料是聚四氟乙烯，其顺耗小，电性能好，热膨胀系数小。
（2）传感元件:前置器是一个用环氧树脂灌封并带有导线的装置，测量电路完全装在前置器中。
（3）测量电路：是由涡流传感器构成，将测量信息转换为直流电量输出。本电路采用西勒振荡电路产生振荡频率，在经过滤波产生直流电量。
二、电涡流传感器的基本原理
2.1电涡流传感器工作原理
根据法拉第电磁感应定律，当传感器探头线圈通以正弦交变电流i1时，线圈周围空间必然产生正弦交变磁场H1，它使置于此磁场中的被测金属导体表面产生感应电流，即电涡流，如图2-2中所示。与此同时，电涡流i2又产生新的交变磁场H2；H2与H1方向相反，并力图削弱H1，从而导致探头线圈的等效电阻相应地发生变化。其变化程度取决于被测金属导体的电阻率ρ，磁导