电涡流式传感器的线圈与被测金属导体间的距离X的变化可以转换为品质因数、阴抗、线圈电感量三个参数的变化。利用品质因数的测量转换电路不常用。利用阻抗的测量转换电路一般采用电桥电路,属于调幅电路。利用线圈电感量的测量转换电路采用谐振电路,根据输出是电压幅值或者电压频率,谐振电路又可分为调幅式电路和调频式电路两种。
1、电涡流式传感器的电桥电路介绍
差动电涡流式传感器常采用电桥电路,L1和L2为差动电涡流式传感器的两个线圈,分别和选频电容C1和C2并联组成相邻两个桥臂,电阻R1和R2组成另外两个桥臂,电源由振荡器提供,振荡频率根据电涡流式传感器的需求选择。电桥电路将两个线圈阻抗的变化转换成电压幅值的变化。
当静态时,电桥平衡,输出电压uab=0;当传感器接近被测金属导体时,产生电涡流效应,导致电涡流式传感器的线圈阻抗发生变化,电桥失去平衡,即uab不等于0,电桥电路输出的电压uab经过线性放大和检波器检波后输出直流电压U,此时输出电压U与被测距离成正比,从而可以实现对位移的测量,在技术上的应用光电开关传感器与电涡流式传感器有所不同。
2、电涡流式传感器的谐振电路介绍
电涡流式传感器中的线圈与电容并联在一起就可以组成并联谐振电路。该并联谐振电路的谐振频率为标准公式进行根据实际数据测算。
调幅式电路是利用输出高频信号的幅度来反映电涡流式传感器的探头与被测金属导体之间的关系。石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压用于激励电涡流线圈。当被测金属导体远离电涡流式传感器时,并联谐振电路的谐振频率让渡是石英振荡器的频率,此时阻抗最大,输出电压最大;当被测金属导体靠近电涡流式传感器时,导致电涡流式传感器的电感变化,引起电涡流线圈端电压的衰减,最终输出的电压UO反映了金属导体对电涡流线圈的影响。
调频式电路的原理是电涡流式传感器的线圈成为振荡器的电感元件,当电涡流线圈与被测体的距离X改变时,电涡流线圈的电感量L也随之改变,引起LC振荡器的输出频率变化,该频率呆以由频率计测量得到,也可能由频率/电压转换器转化为数字信号。 |