电涡流式传感器的工作原理和结构

根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器传感器。按照电涡流在导体内的贯穿情况，此传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，但从基本工作原理上来说它们仍是相似的。

电涡流式传感器最大的特点就是能对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等进行非接触式连续测量，同时还具有体积小、灵敏度高、频率响应宽等特点，应用极其广泛。

【工作原理】

图9-19为电涡流式传感器的原理图，该图由传感器线圈和被测导体组成线圈-导体系统。根据法拉第电磁感应定律，当传感器线圈通以正弦交流电I₁时，线圈周围空间必然产生正弦交变磁场H₁，使置于此磁场中的金属导体中感应电涡流I₂,I₂又产生新的交变磁场H₂。根据楞次定律，H_2d 作用将反抗原磁场H₁，导致传感器线圈的等效阻抗发生变化。

  由上可知，线圈阻抗的变化完全取决于被测金属导体的电涡流效应。而电涡流效应既与被测体的电阻率ρ、磁导率μ以及几何形状有关，又与线圈几何参数、线圈中激磁电流频率有关，还与线圈与导体间的距离x有关。因此，传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的函数关系式为Z=F（ρ，μ，r，f，x）式中，r为线圈与被测体的尺寸因子。

  如果保持上式中其他参数不变，而只改变其中一个参数，传感器线圈阻抗Z就仅仅是这个参数的单值函数。通过与传感器配用的测量电路测出阻抗Z的变化量，即可实现对该参数的测量。