电涡流位移传感器安装方法及注意事项
工业生产中在使用电涡流位移传感器测量设备时，由于是短时间临时测量，因此往往不会注意电涡流位移传感器的正确安装，引起显著的测试误差，给振动故障诊断和轴系平衡带来麻烦。为了提高设备振动测试的正确性和可靠性。下面申思测控小编介绍下电涡流位移传感器的正确安装方法及要点。
电涡流位移传感器的安装应注意如下几点：
1、避免结构支架发生共振和松动
传感器的支架在测振频率必须高于设备的最高转速对应的频率，否则会因支架共振而使测量结果失真。美国CTC厂规定电涡流位移传感器支架在测振方向的自振频率应高于机器10倍的最高工作频率，这一点在实际操作中往往难以达到，一般支架测振方向自振频率高于2~3倍的转速工作频率就可以基本满足测振要求。
为了提高自振频率，结构支架一般是采用6~8mm厚的扁钢制成，其悬臂长度不应超过100mm;当悬臂较长时，应采用型钢，例如角铁、工字钢等，以便有效的提高支架自振频率。测试中为防止支架或电涡流位移传感器发生松动，支架必须紧固在稳定性好的支撑部件上，最好固定在轴瓦或轴承座上，电涡流位移传感器与支架的连接应采用支架上攻丝，再用螺母扭紧，不要采用支架上打孔用双螺母扭紧。
2、避免交叉感应和侧向间隙
当两个垂直或平行安装的电涡流位移传感器相互靠近时，他们之间产生交叉感应，会使传感器输出灵敏度降低。为了避免交叉感应，两个传感器不能靠的太近。对于不同类型的电涡流位移传感器，要求两个传感器之间距离的数值是不同的。过小的侧向间隙主要是传感器头部两侧存在导体，使传感器输出灵敏度明显降低。正确的侧向间隙b应大于或等于d （传感器顶部线圈直径）。测向间隙不仅要考虑冷态，还要考虑气缸和转子受热后的膨胀变化。传感器头部外露高度c，一般没有特定规定，但根据现场使用得，c太小也会使传感器灵敏度显著降低。
3、正确的初始间隙
档案编号： 毕业设说明书题目：电涡流传感器的研究与探讨 系别：电气工程系 专业：生产过程自动化 班级： 姓名： 指导教师： （共18 页） 年月日
摘要：电涡流传感器是基于涡流效应的新型传感器。由于它具有结构简单、抗干扰能力强、测量精度高、非接触、响应速度快、不受油污等介质影响等优点，因而得到了广泛的应用。但目前的电涡流位移传感器存在着测量范围小，传感器存在非线性问题，这给传感器的应用造成了一定的影响。 本文首先通过对实验室所用的电涡流传感器实验模板的电路进行研究和优化，进而提高电路的抗干扰能力使测量结果的更加准确。其次针对电涡流位移传感器存在的测量范围小，传感器存在非线性问题的改善提出设想即：先对电涡流位移传感器用于位移检测的工作原理及应用进行分析，研究了线圈截面形状及参数变化对涡流传感器线性测量范围和灵敏度的影响；再从电路设计方面提高传感器的稳定性及抗干扰能力，从而为位移测量扩展量程打下基础；最后通过对电涡流传感器测位移实验进行分析处理得出电涡流传感器位移测量范围的扩展方法和改善电涡流传感器非线性问题的方法。 关键词：电涡流传感器; 位移测量; 非线性; 测量范围 Abstract: the eddy current sensor is a new type of sensor based on eddy current effect. Because it is simple in structure, strong anti-jamming capability, high accuracy, non-contact, fast response, not polluted advantages such media influence, and been widely used. But the current electricity eddy displacement sensor measurement range small, there exist nonlinear problem, the sensor to a sensor applications has caused some influence. This paper firstly eddy current sensor used in the laboratory experiment template circuit research and optimization, and improve the anti-interference ability of the circuit more accurate measurement results. Secondly according to the eddy current displacement sensor measurement range small, there exist nonlinear problem of sensor to improve it puts forward the idea of the eddy current is: first displacement detection sensors for displacement of the working principles and applications, research analyzed the coil cross-section
（五） 电涡流传感器位移实验 一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 二、基本原理：通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗 与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。 三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。 四、实验步骤： 1、根据图3－7安装电涡流传感器。 图3－7 电涡流传感器安装示意图 2、传感器结构，这是一个扁平绕线圈。 ３、将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有Ｌ的两端插孔中，作为振荡器的一个元件（传感器屏蔽层接地）。 ４、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。 ５、将实验模板输出端V 0与数显单元输入端Vi 相接。数显表量程切换开关选择电压20V 档。 ６、用连接导线从主控台接入＋15V 直流电源到模板上标有+15V 的插孔中。 ７、使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm 读一个数，直到输 出几乎不变为止。将结果列入表3-4。 表3-4电涡流传感器位移X 与输出电压数据 8、根据表4-4数据，画出V-X 曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的佳工作点，试计 算量程为 1mm 、3mm 及5mm 时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。 axis([10.5 18.5 0.66 7.9]); coords=[10.5:1:18.5,19.5;0.66,2.01,3.35,4.55,5.55,6.32,6.90,7.34,7.67,7.9]; grid; hold; plot(coords(1,:),coords(2,:),'*'); x=coords(1,:) y=coords(2,:)' 图3－8 电涡流传感器位移实验接线图
电涡流位移传感器的工作原理： 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。 在高速旋转机械和往复式运动机 械状态分析，振动研究、分析测 量中，对非接触的高精度振动、 位移信号，能连续准确地采集到 转子振动状态的多种参数。如轴 的径向振动、振幅以及轴向位置。 电涡流传感器以其长期工作可靠 性好、测量围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈， 在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定围不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而
电涡流缓速器知识 1 ?半截传动轴2?转子3?转子连接环4.左子总成 5.速度传感器6?定子连接环7?后桥
电涡流缓速器简介 电涡流缓速器是一种汽车辅助制动装置，俗称电刹，主要应用于大型客车、城市公交车辆及重型卡车。该装置安装在汽车驱动桥与变速箱之间，通过电磁感应原理实现无接触制动。当我们用某种方式（推动缓速器的手档开关，或踩下制动踏板）给缓速器的定子线圈通入直流电的时候，在定子线圈会产生磁场，该磁场在相邻铁心、磁极板、气隙、转子之间形成一个回路，此时如果转子和定子之间有相对运动，这种运动就相当于导体在切割磁力线，由电磁感应原理可知，这时候在导体内部会产生感生电流，同时感生电流会产生另外一个感生磁场，该磁场和已经存在的磁场之间会有作用力，而作用力的方向永远是阻碍导体运动的方向。这就是缓速器制动力矩的来源。同时，需要进一步说明的时，由于转子这个导体很大，在转子上产生的感生电流是以涡电流的形式存在的，所以这种形式的缓速器被称为电涡流缓速器。从能量守衡的角度上来说，当缓速器起制动作用的时候，是把汽车运动的动能转化为涡电流的电能进而以热量的形式被消耗掉。因此，电涡流缓速器在工作时会产生巨大的热量，进而，转子的散热能力和控制转子热变形的方向成为转子结构设计的关键，也是电涡流缓速器的核心技术之一，而保持转子风叶等散热表面的清洁也成为缓速器保养的重要项目。 电涡流缓速器由机械部分和电气部分两部分组成。机械部分由支架总成、转子总成和定子总成三部分组成。支架总成固定于变速箱后盖（或后桥轴承盖端盖）上，并连接定子总成; 转子总成连接在变速箱输出突缘（或后桥输入突缘）上，与传动轴一起转动。缓速器的转子总成与定子总成之间有很小的间隙（按大小分1?1.6mm）,保证了缓速器在汽车 运行的情况下，可以进行无摩擦自由转动和制动。电气部分由控制器总成、电源总开关、工作状态指示灯、气压传感器
传感器实验报告（二） 自动化1204班蔡华轩 U201113712 吴昊 U201214545 实验七： 一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。 二、基本原理：利用平板电容C=εA/d 和其它结构的关系式通过相应的结 构和测量电路可以选择ε、A、d 中三个参数中，保持二个参数不变，而 只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度(ε变)测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多种电容传感器。 三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏 检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。 四、实验步骤： 1、按图6-4 安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上。 2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图7-1。图 7-1 电容传感器位移实验接线图 3、将电容传感器实验模板的输出端V01 与数显表单元Vi 相接(插入主控 箱Vi 孔)，Rw 调节到中间位置。 4、接入±15V 电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.2mm 图（7-1） 五、思考题： 试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构，并叙述一 下在此设计中应考虑哪些因素？ 答：原理：通过湿度对介电常数的影响从而影响电容的大小通过电压表现出来，建立起电压变化与湿度的关系从而起到湿度传感器的作用；结构：与电容传感器的结构答大体相同不同之处在于电容面板的面积应适当增大使测量灵敏度更好；设计时应考虑的因素还应包括测量误差，温度对测量的影响等
六：实验数据处理 由excle处理后得图线可知：系统灵敏度S=58.179 非线性误差δf=21.053/353=6.1% 实验八直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理：霍尔式传感器是一种磁敏传感器，基于霍尔效应原理工作。 它将被测量的磁场变化（或以磁场为媒体）转换成电动势输出。 根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中 运动时，它就可以进行位移测量。图8-1 霍尔效应原理 三、需用器件与单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源±4V、± 15Ｖ、测微头、数显单元。 四、实验步骤： 1、将霍尔传感器按图8-2 安装。霍尔传感器与实验模板的连接 按图8-3 进行。1、3 为电源±4Ｖ，2、4 为输出。图8-2 霍尔 传感器安装示意图 2、开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节RW2 使数显表指示为零。
二 电涡流缓速器工作原理及结构 电涡流缓速器是一种非接触式辅助制动系统，俗称“电刹”，其可以有效提高汽车的安全性能。欧洲各国已于20世纪30年代开始在货车上安装电涡流缓速器。因其有效提高重型汽车的安全性能，许多国家将其规定为标准件安装在相关汽车。 2.1 电涡流缓速器结构 图2.1所示为电涡流缓速器的示意图。电涡流缓速器由机械部分和电气部分组成。机械部分包括定子、转子以及支撑架，其主要内容如下：①定子。该结构是缓速器的主要工作部件，在定子圆周方向均匀地固定安装有8个高导磁材料制成的铁心，线圈套在铁心上，铁心起增大磁通的作用。圆周上相对两个励磁线圈串联或并联成一组磁极，并且相邻两个磁极均为N 、S 相间，这样就形成了相互独立的4组磁极。定子通过固定支架刚性安装在车架上（或者驱动桥主减速器外壳上，也可安装在变速器后端盖上），定子相对于车架静止不动。②转子。该结构呈圆环状，由2片前后对称、带散热叶片的转盘组成，前后2转盘中间通过连接环将其固定为一体，前后转盘通过法兰或凸缘与传动轴相连，并随传动轴一起高速旋转。转子一般用导磁率高且剩磁率低的铁磁材料制成。定子和转子之间有一定气隙，可以相对转动。从减小磁阻角度讲，气隙越小越好，但又要保证转子在规定的偏心误差内自由转动，以便使转子盘旋转时不会刮擦到定子，综合考虑缓速器的性能要求以及运行可靠性，定子和转子之间的气隙一般在0.5~1.5mm 之间。这是一个对制动转矩影响很大的结构参数。 电气部分包括控制系统、ABS 连接器、车速信号传感器、制动压力传感器、手控开关信号以及指示灯，其主要内容如下： 1) 控制系统。该结构是电涡流缓速器各种信号的集中分析及处理中心，对缓速器的工作状况发出指令。 2) 车速信号传感器。该结构用于收集车速信息，并将信号以电信号方式传输给控制系统。控制系统根据此车速信号V 以及控制系统内预设的临界车速信号0V 来决定电涡流缓速器系统是否进入制动待命状态。当0V V 时进入制动待命状态，反之退出。 3) 制动压力传感器。一般为线性型传感器，其可以产生的反映制动气压线性变化的电信号并传送给控制系统，以便调整缓速器的励磁电流量值的大小。 4) ABS 连接器。该结构由数十个数字逻辑电路构成，能根据车辆的行驶状况自动控制缓速器的工作状态。如果ABS 发现某个车轮打滑，控制器将立即终止缓速器的制动作用。车轮打滑一旦结束，缓速器又进入待工作状态，始终保持缓速器的制动力矩在地面附着力的范围内。另外，当ABS 有故障时，控制系统将切断电涡流缓速器的脚控功能，手控制动仍然有效，以保证行车安全。因此，电涡流缓速器和ABS 系统是兼容的。 5) 指示灯。安装在仪表板上，显示电涡流缓速器的当前工作状态。
实验二十电涡流传感器位移实验 一、实验目的 了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 二、实验内容 用铁圆片检测电涡流传感器的位移特性。 三、实验仪器 电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。 四、实验原理 电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。 五、实验注意事项 被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行，并将探头尽量对准被测体中间，以减少涡流损失。 六、实验步骤 1、根据图20－1安装电涡流传感器。 2、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。 3、将涡流传感器输出线接入实验模板上标有L的两端插孔中，作为振荡器的一个元件。
图20－1 电涡流传感器安装示意图 图8－2 电涡流传感器位移实验接线图 4、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。 5、将实验模板输出端Vo与数显单元输入端Vin相接。数显表量程切换到选择电压20V 档。 6、用连结导线从主控台接入15V直流电源接到模板上标有＋15V的插孔中。 7、使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控台电源开关，此时数显表读数为最小，然后每隔0.1mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入下表。（实验结论：1、本实验每隔0.1mm是相对位置，起始值看做0.1mm即可，无需从测微头上读绝对位置。每旋转0.1mm，输出的电压的增量应该大致相等。2、由于学生做实验可能不能正确的找到起始点， 导致采集的数据不在线性范围内，从而影响数据采集的线性度，可以让学生从选取的起始
第一节系统简介 1、为何采用电涡流位移传感器 ●电涡流位移传感器能测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置。 ●电涡流位移传感器长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，常被用于对大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行长期实时监测，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及进行预测性维修。 ●从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运行状态主要取决于其核心——转轴，而电涡流位移传感器能直接测量转轴的状态，测量结果可靠、可信。过去对于机械的振动测量采用加速度传感器或速度传感器，通过测量机壳振动，间接地测量转轴振动，测量结果的可信度不高。 2、系统组成 系统主要包括探头、延伸电缆(用户可以根据需要选择)、前置器。 图1传感器系统组成 第二节系统的工作原理 传感器系统的工作机理是电涡流效应。当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频电流信号，该信号通过电缆送到探头的头部，在头部周围产生交变磁场H1。如果在磁场H1的范围内没有金属导体材料接近，则发射到这一范围内的能量都会全部释放；反之，如果有金属导体材料接近探头头部，则交变磁场H1将在
导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2。由于H2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，即改变了线圈的电感。这种变化既与电涡流效应有关，又与静磁学效应有关，即与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、激励电流频率以及线圈到金属导体的距离等参数有关。假定金属导体是均质的，其性能是线性和各向同性的，则线圈——金属导体系统的物理性质通常可由金属导体的磁导率μ、电导率σ、尺寸因子r，线圈与金属导体距离d，线圈激励电流强度I和频率ω等参数来描述。因此线圈的电感可用函数L=F(μ,σ,r,I,ω，d)来表示。 图2电涡流作用原理图 第三节结构说明 1、探头 探头对正被测体表面，它能精确地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。通常探头由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接头组成，其典型结构见图3所示。 图3探头典型结构 线圈是探头的核心，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的物理尺寸和电气参数决定传感器系统的线性量程以及探头的电气参数稳定性。
电涡流缓速器安装指南 机械安装指南 （一）、概述 电涡流缓速器是一种辅助制动装置，可安装于变速箱的后端、传动轴中间和后桥上。 现以(以NMEF17/19为例)安装于变速箱后端。 （二）、缓速器的安装 下面以NMEF17/19缓速器在綦江ZF S 6-90变速箱后盖上安装为例，详细介绍缓速器的安装过程。（缓速器在其他变速箱上的安装，除定子支架略有不同外，其他过程完全相同） ⒈变速箱端盖和凸缘（原车上）； ⒉固定圆支架； ⒊六角头螺栓M22X1.5X56四只（10.9级）、弹簧垫圈22四只； ⒋前转子总成（包括：前转子NMEF17/19-1010，转子调整垫片，连接法兰NMEF17/19-9145，双头螺柱M12，弹簧垫圈12）； ⒌六角头螺栓M16X1.5X30、弹簧垫圈16 ⒍传动轴（原车上）； ⒎双头螺柱M16X1.5X56、螺母M16X1.5、弹簧垫圈16； ⒏定子调整垫片（厚2.0，1.0，0.5mm）；
⒐定子总成； ⒑六角头螺栓M14X1.5X60、弹簧垫圈14； 11.垫片； 12.后转子NMEF17/19-1011； 13.六角头螺母M12X1.5、M10，弹簧垫圈12、10； 14. 辅助支架； 15. 六角头螺栓M14X45（10.9级）、螺母M14、弹簧垫圈14、平垫圈14； 16.缓冲橡胶垫； 17.六角头螺栓M12X35（8.8级）、弹簧垫圈12； 说明：在安装之前，拆掉原车电源；并用高度尺测量变速箱体端面与变速箱凸缘端面之间的距离，应为193mm；用百分表测量变速箱凸缘的轴向跳动量应小于0.1mm；径向跳动量应小于0.05mm；变速箱凸缘端面的平面跳动量应小于0.1mm。如不符合要求则换装符合要求的变速箱凸缘。 ！！注意：缓速器上的所有螺栓、螺母、螺杆处必须加乐泰271螺纹紧固胶！！ ⒈ 支架与变速箱的连接（图1）
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。在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。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，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 一、电涡流传感器的基本原理 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。 前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z 的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。 其工作过程是：当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的Q值
电涡流位移传感器的原理及其静态标定方法电涡流是20世纪70年代以后发展较快的一种新型传感器，它广泛的应用在位移震动检测、金属材质鉴别，无损探伤等技术领域。 实验目的： 了解电涡流位移传感器的结构和工作原理。 了解电涡流位移传感器的静态标定方法。 实验原理 结构：变间隙式是最常用的一种电涡流传感器形式，它的结构很简单，由一个扁平线圈固定在框架上构成。线圈用高强度漆包铜线或银线绕成，用粘结剂粘在框架端部或是绕指在框架槽内。线圈框架应采用损耗小、电性能好、热膨胀系数小的材料，常用高频陶瓷、聚四氟乙烯等。由于激励频率较高，对所用的电缆和插头也要充分重视，一般使用专用的高频电缆和插头。 工作原理：在传感器线圈中通以高频电流，则在线圈中产生高频交变磁场。当到点被测金属板接近线圈，并置于线圈的磁场范围内，交变磁场在金属板的表面层内产生感应电流，即电涡流。电涡流又产生一个反向的磁场，减弱了线圈的原磁场，从而导致线圈的电感量、阻抗和品质因素发生变化，这些参数的变化与导体的几何形状、电导率、线圈的几何参数、电流的频率以及线圈与被测导体间的距离有关。如果控制上述参数的变化，在其他条件不变的情况下，仅是线圈与金属板之间距离的单值函数，从而达到测量位移间隙的目的。 测量电路 当传感器接近被测导体时，损耗功率增大，回路失谐，输出电压相应变小。这样，在一定范围内，输出电压幅值与间隙呈近似线性关系。由于输出电压的频率始终恒定，因此称为定频幅式。这种电路采用适应晶体振荡器，旨在获得高稳定度频率的高频激励信号，以保证
稳定的输出。 实验仪器与材料 电涡流位移传感器静态标定系统 Hz-8500探头前置器 8511型电涡流探头 电涡流传感器测量装置 高精度数字万用表。 实验内容： 实验一：被测金属板采用铝质板，测量U-x 关系曲线。 实验二：被测金属板仍采用铝质板，但直径较小，测量U-x 关系曲线。 实验三：被测金属板采用铁板，测量U-x 关系曲线。 5、实验数据： 实验一数据： 6、实验要求： 1、画出（实验一）中的U-x 关系曲线，确定传感器的线性工作范围计算传感器的灵敏度。答：线性工作范围：由画出的U-X关系曲线可以看出其线性工作范围在0~13 灵敏度：(15.4-1.78)/13=1.048
实验二十一 被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 一、实验目的： 了解电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸有关。 二、基本原理： 电涡流传感器在实际应用中，由于被测体的形状，大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。 三、需用器件与单元： 直流源、电涡流传感器、测微头、电涡流传感器实验模板、不同面积的铝被测体、数显单元。 四、实验步骤： 1．按图2-1安装电涡流传感器。 图2-1传感器安装示意图 2．在测微头端部装上铝质金属（小圆盘与小圆柱体），作为电涡
流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。 图2-2 电涡流传感器接线示意图 3．传感器连接按图2-2，实验模块输出端Uo与直流电压表输入端U i相接。直流电压表量程切换开关选择电压20V档，模块电源用2号导线从实验台上接入+15V电源。 4．合上实验台上电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.1mm 读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-1。
（1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=3.1977V/mm （2）由上图可得非线性误差： 当x=1mm时: Y=3.1977×1+2.4036=5.6013V Δm=Y-5.70=-0.0987V yFS=10.69V δf=Δm/yFS×100%=0.923% 当x=3mm时: Y=3.1977×3+2.4036=12.00V Δm=Y-11.2=0.8V yFS=10.69V δf=Δm/yFS×100%=7.48% 表2-3 铝质被测体（圆柱体）
电涡流位移（振动）传感器原理与应用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。在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。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，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 一、电涡流传感器的基本原理 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。 前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流
位移电涡流传感器测量电路设计-)
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成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目位移电涡流传感器测量电路设计
摘要 电涡流传感器由于具有对介质不敏感、非接触的特点,广泛应用于对金属的位移检测中。为扩大电涡流传感器的测量范围,采用恒频调幅式测量电路,引用指数运算电路作为非线性补偿环节。利用Matlab计算软件辅助设计了直径为60mm电涡流传感器探头,并结合测量电路进行实验。实验结果表明最大测量范围接近90mm,验证了该系统工作的稳定性,证明设计达到了预期效果。关键词:电涡流传感器;测量电路;大位移;线性化
目录 一、设计目的------------------------- 1 二、设计任务与要求--------------------- 1 2.1设计任务 ----------------------- 1 2.2设计要求 ----------------------- 1 三、设计步骤及原理分析 ----------------- 1 3.1设计方法 ----------------------- 1 3.2设计步骤 ----------------------- 2 3.3设计原理分析 -------------------- 6 四、课程设计小结与体会 ----------------- 6 五、参考文献-------------------------- 6
一、设计目的 1.了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 2.了解电涡流传感器的前景及用途 二、设计任务与要求 2.1设计任务 扩大电涡流传感器的测量范围,采用恒频调幅式测量电路,引用指数运算电 路作为非线性补偿环节。验证了该系统工作的稳定性,证明设计达到了预期效果。 2.2设计要求 1. 工作在常温、常压、稳态、环境良好； 2. 设计传感器应用电路并画出电路图; 3. 应用范围：测量物体的位移。 三、设计步骤及原理分析 3.1设计方法 电涡流传感器具有体积小、非接触、对介质不敏感的特点,被广泛应用于对金属位移等的测量中。尽管用电涡流传感器非接触测量位移已经得到广泛的应用,但是测量位移的线性范围受到传感器线圈直径的限制,位移测量范围为线圈直径的1/3~1/5,大直径的传感器,其测量范围最大可以接近到直径的1/2。在许多领域希望能进一步扩大传感器的测量范围,以满足大位移的非接触测量。文中采用指数运算电路作为非线性补偿环节来改善传感器原有的传输特性,扩大传感器测量范围。 由电磁感应定律可知:闭合金属导体中的磁通发生变化时,就会在导体中产生闭合的感应电涡流,阻碍磁通量的变化。如图1所示,传感线圈由交流信号激励,在产生焦耳热的同时,又要产生磁滞损耗,它们造成交变磁场能量的损失,进而使传感器的等效阻抗Z发生变化。 影响阻抗Z的因素有被测导体的电导率、磁导率、线圈的激励频率f及传感器与被测导体间的位移x等,只要保证这些影响因素只有位移x变化,其他都保持
电涡流位移传感器的工作原理 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。在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地米集到转子振动状态的多 种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴 向位置。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 率高等优点，在大型旋转机械状态的在线 监测与故障诊断中得到广泛应用。 图1-2 从转子动力学、轴承学的理论上分析，大 型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心一转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀 且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率6、磁导率E、尺寸因子T、头部体线圈与金属导体表面的距离D电流强度I和频率3参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(T, E , 6 , D, I, 3 )函数来表示。通常我们能做到控制 T , E , 6 , I, 3这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“ S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化， 即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这 一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。
洛阳凯迈电涡流缓速器培训资料 CAMA Electromagnetic retarder T raining Material 凯迈（洛阳）机电有限公司 CAMA（luoyang）Electromechanic Equipment Co.,Ltd
目录 DIRECTORY 电涡流缓速器原理 (2) Electromagnetic retarder principle 主机总成及安装 (5) The retarder assembly part 电器总成及安装 (11) The Electric System 维护与保养 (33) Maintenance 故障与排除 (38) Troubleshooting
电涡流缓速器原理 Electromagnetic retarder principle 缓速器基本原理是电磁感应现象 1855年，法国物理学家Leon FOUCAUL T先生发现了电磁感应现象. The working principle of electromagnetic retarder is electromagnetism induction, which is found by physical scientist Leon FOUCAUL T in 1855. 电源断开时铁锤急速下降 Hammer dropped quickly when power is off. 电源接通时铁锤缓速下降 Hammer dropped slowly when power is on.
定子固定安装在汽车底 线圈装在 定子上
电磁场在转子 产生电涡流 转子叶片通过 风冷散发制动 能量 主机总成部分 The retarder assembly part 目前我公司能提供与进口ZF S 5-80/S6-90变速箱、綦江S6-90、QJ1506、S5-80变速箱、铁马变速箱、大同变速箱、一汽解放系列变速箱和陕齿富勒系列变速箱等相匹配的电涡流缓速器。下面以DHB20A 缓速器在綦江S6-90变速箱后端盖上安装为例，介绍缓速器的安装过程。（在其它变速箱上的安装，除了定子支架稍有不同之外，其他过程基本相同） An electromagnetic retarder which is a frictionless braking system used in vehicle can be attached to the rear part of the gear box, the rear drive axle, or in between the driving shafts. Up to now Nanfeng company can provide the electromagnetic retarders which are matched with
电涡流传感器的位移特 性实验报告 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
实验十九电涡流传感器的位移特性实验 一、实验目的 了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 二、实验仪器 电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表 三、实验原理 通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。 四、实验内容与步骤 1．按图2-1安装电涡流传感器。 图2-1传感器安装示意图 2．在测微头端部装上铁质金属圆盘，作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。 图2-2 电涡流传感器接线示意图 3．传感器连接按图2-2，实验模块输出端Uo与直流电压表输入端U 相 i 接。直流电压表量程切换开关选择电压20V档，模块电源用2号导线从实验台上接入+15V电源。 4．合上实验台上电源开关，记下数显表读数，然后每隔读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-1。 5.根据上表数据，画出V-X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点（即曲线线性段的中点），试计算测量范围为1mm与 3mm时的灵敏度和线性度 （1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=mm （2）由上图可得非线性误差： 当x=1mm时: Y=×=
Δm?== yFS= δf=Δm/yFS×100%=% 当x=3mm时: Y=×= Δm?== yFS= δf=Δm/yFS×100%=% 五、思考题 1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器 答：量程与线性度、灵敏度、初始值均有关系。如果需要测量±5mm的量程应使传感器在这个范围内线性度最好，灵敏度最高，这样才能保证的准确度。 2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据使用量程选用传感器答：根据需要测量距离的大小，一般距离较大要求量程较大，且灵敏度要求不会太高，而且量程有正负；相反需要测量的距离较小，则对灵敏度要求较高，量程不需要太大，这样既能满足要求，同时又保证了测量的精确度。 实验二十被测体材质对电涡流传感器特性影响 一、实验目的 了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。 二、实验原理 涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。在实际应用中，由于被测体的材料、形状和大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。 三、实验仪器 除与实验十九相同外，另加铜和铝的被测体圆盘 四、实验内容与步骤 与实验十九相同 将铁质金属圆盘分别换成铜质金属圆盘和铝质金属圆盘。将实验数据分别记入下面表2-2、2-3。
电涡流缓速器在车辆上的应用与维护 电涡流缓速器是一种车辆辅助制动系统，安装于车辆传动系统中，用于车辆辅助制动。电涡流缓速器的使用可显著提高车辆运营的安全性、舒适性，降低车辆制动系统及轮胎的维修、更换成本，减轻车辆制动时的噪音及粉尘污染。 1电涡流缓速器的机械部分 电涡流缓速器的机械结构如图1所示，主要有定子总成和转子总成构成。线圈、铁芯等固定在定子支架上构成定子总成；前、后转子盘通过连接法兰构成转子总成。电涡流缓速器在车辆上使用时，定子总成通过变速箱或后桥等固定在车辆大梁上；转子总成与车辆传动部分连接在一起。转子盘与定子总成的磁轭之间有1.5mm左右的气隙。当需要使用缓速器时，通过控制电路给定子总成的励磁线圈通电，产生磁场；转子总成随车辆传动部分高速旋转切割磁力线，产生反向力矩，使车辆减速。从能量守恒的角度看，使用缓速器时，车辆行驶的动能转化为热能，通过转子将热量散发出去。 2电涡流缓速器电控部分 电涡流缓速器电气控制部分由气压开关、手拨开关、电源总开关、控制单元、控制电源开关、工作指示灯及线束等组成；控制原理图如图2所示。控制电源开关是控制部分的核心，采用大功率晶体管控制缓速器主机电流的通断。气压开关安装在车架上，与车辆制动系统的气路相连，是采用制动踏板控制缓速器工作的开关。手拨开关安装在驾驶室内，驾驶员可通过拨动手拨开关选择合适的档位单独使用缓速器对车辆减速。工作指示灯安装于仪表板上，用以显示缓速器的工作状态。电源总开关一般装于电瓶仓内，在检修缓速器或缓速器出现故障时可临时关闭缓速器。控制单元接受车速、ABS等车辆状态信号，判断缓速器是否符合工作条件；当车速达到一定值（一般为3～10Km/h）且ABS未工作时，缓速器即处于待命状态，此时拨动手动开关或踩制动踏板即可使缓速器工作。 3电涡流缓速器的使用 只有正确的使用电涡流缓速器，才能保证电涡流正常工作，减少电涡流缓速器的故障产生。下面以洛阳凯迈电涡流缓速器为例，简要说明电涡流缓速器的操作步骤：1）打开点火开关启动发动机后，缓速器工作指示灯上的电源指示灯（“NF”标志指示灯）亮，此时表明缓速器的供电系统已经正常。2）汽车行驶后，当达到一定速度时（一般为3～10Km/h）缓速器工作指示灯上的准备灯亮，此时表明缓速器已处于待命状态。3）缓速器处于待命状态时，若车辆需要减速可拨动手拨开关或踩制动踏板，此时缓速器工作指示灯上的档位指示灯亮，缓速器开始工作，车辆可以平稳减速。拨动手动开关至于一定档位上，只有缓速器工作，原车辆制动系统不工作；踩制动踏板，缓速器和原车制动系统一起工作。4）当车辆速度降到一定值时（约3～10Km/h）缓速器