傳感器多種多樣，玲瑯滿目，可供我們選擇的有很多。電感渦流傳感器等眾多高性能傳感器，被大量應(yīng)用在各行各業(yè)。特別是機床行業(yè)，以及汽車制造等行業(yè)更是應(yīng)用廣泛，是國內(nèi)外公認的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

電渦流效應(yīng)

電渦流傳感器是根據(jù)電渦流效應(yīng)進行工作的，即利用金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而在金屬體內(nèi)形成自行閉合的電渦流線，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。

電渦流探頭是一個固定在框架上的扁平線圈，激勵源頻率較高（數(shù)十千赫至數(shù)兆赫）。

傳感器探頭里有小型線圈，由控制器控制產(chǎn)生震蕩電磁場，當(dāng)接近被測體時，被測體表面會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而產(chǎn)生反向的電磁場。這時電渦流傳感器根據(jù)反向電磁場的強度來判斷與被測體之間的距離。注意：電渦流傳感器要求被測體必須是導(dǎo)體。

*先發(fā)現(xiàn)電渦流現(xiàn)象的是Fran?ois Arago (1786–1853)，第25任法國總統(tǒng)，數(shù)學(xué)家，物理學(xué)家和天文學(xué)家。1824年，他率先發(fā)現(xiàn)并命名旋轉(zhuǎn)磁場，以及絕大多數(shù)導(dǎo)體均可以被磁化。他的發(fā)現(xiàn)后來被Michael Faraday (1791–1867) 整理和*終完善。

1834年，Heinrich Lenz發(fā)布了楞次定律，感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

法國物理學(xué)家Léon Foucault (1819–1868)于1855年發(fā)現(xiàn)，在磁場兩級中間，旋轉(zhuǎn)銅制圓盤所需要的力更大，于此同時，銅制圓盤受內(nèi)部感生電渦流的作用而發(fā)熱。

1879年David E. Hughes率先采用渦流技術(shù)進行了非接觸測量，用于分揀金屬被測物。

1980年，德國米銥公司率先將電渦流位移傳感器用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)檢測

1988年，德國米銥公司發(fā)布了全球*小尺寸電渦流位移傳感器，使得在安裝空間受限的情況下，也可以采用電渦流原理獲得**的測量數(shù)據(jù)。

1、渦流傳感器是一種非接觸的線性化計量工具，能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。電渦流傳感器在測量過程中測量準確性會受到一定的影響。

2、傳感器特性與被測體的電導(dǎo)率時，由于渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)同時存在，磁效應(yīng)反作用于渦流效應(yīng)，使得渦流效應(yīng)減弱，即傳感器的靈敏度降低。而當(dāng)被測體為弱導(dǎo)磁材料（如銅，鋁，合金鋼等）時，由于磁效應(yīng)弱，相對來說渦流效應(yīng)要強，因此傳感器感應(yīng)靈敏度要高。

3、不規(guī)則的被測體表面，會給實際的測量帶來附加誤差，因此對被測體表面應(yīng)該平整光滑，不應(yīng)存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。一般要求，對于振動測量的被測表面粗糙度要求在0.4um～0.8um之間;對于位移測量被測表面粗糙度要求在0.4um～1.6um之間。

4、電渦流效應(yīng)主要集中在被測體表面，如果由于加工過程中形成殘磁效應(yīng)，以及淬火不均勻、硬度不均勻、金相組織不均勻、結(jié)晶結(jié)構(gòu)不均勻等都會影響傳感器特性。在進行振動測量時，如果被測體表面殘磁效應(yīng)過大，會出現(xiàn)測量波形發(fā)生畸變。

按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況,此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,但從基本工作原理上來說仍是相似的。

高頻反射式電渦流傳感器

高頻(>lMHz)激勵電流，產(chǎn)生的高頻磁場作用于金屬板的表面，由于集膚效應(yīng)，在金屬板表面將形成渦電流。與此同時，該渦流產(chǎn)生的交變磁場又反作用于線圈，引起線圈自感L或阻抗ZL的變化，其變化與距離、金屬板的電阻率ρ、磁導(dǎo)率μ、激勵電流i，及角頻率ω等有關(guān)，若只改變距離δ而保持其他系數(shù)不變，則可將位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈自感的變化，通過測量電路轉(zhuǎn)換為電壓輸出。高頻反射式渦流傳感器多用于位移測量。

低頻透射式電渦流傳感器

低頻透射式渦流傳感器多用于測定材料厚度。發(fā)射線圈W1和接收線圈W2分別放在被測材料G的上下，低頻電壓e1加到線圈W1的兩端后，在周圍空間產(chǎn)生一交變磁場，并在被測材料G中產(chǎn)生渦流i，此渦流損耗了部分能量，使貫穿W2的磁力線減少，從而使W2產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e2減小。e2的大小與G的厚度及材料性質(zhì)有關(guān)，實驗證明，e2隨材料厚度h增加按負指數(shù)規(guī)律減小。因而按e2的變化便可測得材料的厚度。

利用電渦流式變換元件進行測量時，為了得到較強的電渦流效應(yīng)，通常激磁線圈工作在較高頻率下，所以信號轉(zhuǎn)換電路主要有調(diào)幅電路和調(diào)頻電路兩種。

調(diào)幅式(AM)電路

調(diào)頻式(FM)電路

當(dāng)電渦流線圈與被測體的距離x改變時，電渦流線圈的電感量L也隨之改變，引起LC振蕩器的輸出頻率變化，此頻率可直接用計算機測量。

電渦流傳感器系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)和一些科研單位。對汽輪機、水輪機、鼓風(fēng)機、壓縮機、空分機、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉(zhuǎn)機械軸的徑向振動、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、以及轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究和零件尺寸檢驗等進行在線測量和保護。