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[电涡流传感器工作原理]电涡流传感器的工作原理
[电涡流传感器工作原理]电涡流传感器的工
作原理
篇一 : 电涡流传感器的工作原理
根据法拉第电磁感应原理，金属导体置于交变磁场中或时，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。电涡流传感器工作原理就是电涡流效应。当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生1个高频信号，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的范围没有金属导体接近，则发射到这一范围内的能量都会被释放;反之，如果有金属导体接近探头头部，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1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，即改变了线圈的有效阻抗。这种变化与电涡流效应有关，也与静磁学效应有关。假定金属导体是均质的，其性能是线形和各向同性的，则线圈——金属导体系统的磁导率u、电导率σ、尺寸因[,子r、线圈与金属导体距离δ线圈激励电流I和频率ω等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数Z=F来表示。如果控制u，σ，r，I，ω恒定不变，那么阻抗Z就成为距离的单值函数，由麦克斯韦尔公式，可以求得此函数为一非线形函数，其曲线为“S”型曲线，在一定范围内可以近似为一线形函数。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δ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。
篇二 : 电流传感器工作原理
利用霍尔传感器的工作特性可以制成电流传感器。它既可以检测直流电流，也可以检测交流电流。检测范围从几十毫安到上千安培。
电流传感器的工作原理如下图所示。它由导磁体、霍尔传感器组成。被测电流If的导线穿过导磁体，在导磁体内产生磁场，其磁感应强度B与If及绕在导磁体上的导线匝数N有关。霍尔传感器置于导磁体中，当霍尔传感器通以控制电流IC时，可输出霍尔电压 式中KH为霍尔传感器常数，若Ic为确定值时，上式可写成UH-KIf
式中K为电流传感器灵敏度。
电流传感器的理想输出特性如下图所示。
实际输出特性由于受到环境温度的影响，在零电流时输出电压不等于零，并且输出灵敏度也有一些变化。另外，实际特性还有一定的非线性。
从上图可知，电流传感器不仅可检测电流的大小，并可测电流的方向。因此在电流传感器中的运算放大器需要正负电源供电。如采
用单电源供电，则需加偏置电压VOFS如下图所示。
霍尼韦尔公司CSL系列电流传感器其主要特点:可测量直流或交流电流;输出线性电压;快速反应;输出电压与输入电流隔离;工作电流小;内部有温度补偿电路、保证在工作温度范围的输出电压精度;工作温度范围-25?,+85?。
该电流传感器的测量电流较大，主要应用予电动车辆、电焊机、电机过载保护、大功率半导体器件保护、数控机床、激光加工设备及能量管理系统等。
采用电流传感器可以做成过流检测电路，如下图所示。它由电流传感器、电压比较器及基准电压及上拉电阻组成。在电流末过流时，传感器的输出电压UH小于基准电压Vref，比较器输出低电平;一旦电流超过阈值电流时，比较器输出高电平。该逻辑电平输入微控制器的I/O口，由μC实现控制。
上述电流传感器的主要缺点是当测量电流很大时，为了不使导磁体饱和，导磁体尺寸通常较大，并且易受外界环境温度变化而影响测量精度。
若采用伺服式电流传感器，由于工作于闭环形式，不仅尺寸小，并有良好的温度特性。
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