上海交通大学：《检测技术基础 Fundamentals of Test & Measurement Technology》课程教学资源_检测技术B_4.1.2距离检测技术

4.1.2距离检测技术 测距传感器：用于测量物体之间绝对距离 主要形式：电涡流式、激光式和超声式等 1、电涡流测距传感器 优点： ●结构简单、灵敏度高、频响范围宽、不受油污等介质的影响 。非接触式测量 主要用于： ●测量距离和振动，量程：数百毫米，分辨率：0.1% ●也可测量厚度、转速、温度、硬度等，及无损探伤

4.1.2 距离检测技术 测距传感器：用于测量物体之间绝对距离 主要形式：电涡流式、激光式和超声式等 1、电涡流测距传感器 优点： ●结构简单、灵敏度高、频响范围宽、不受油污等介质的影响 ●非接触式测量 主要用于： ●测量距离和振动，量程：数百毫米，分辨率：0.1% ●也可测量厚度、转速、温度、硬度等，及无损探伤

H ()工作原理： 参数变化 01 输出信号←一 交变电流L1→传感器线圈→交变磁场H1 削弱H H2 交变磁场H,←一电涡流L2←一被测导体 参数变化：电感、阻抗、品质因数等变化-输出信号 变化因素：被测导体-几何形状、电导率、磁导率 线圈-几何参数、电流大小和频率、 其他线圈与导体距离 测量原理： 保持其他参数不变，只改变一个参数-测量

(1) 工作原理: 参数变化：电感、阻抗、品质因数等变化 --- 输出信号 交变电流I1 传感器线圈 被测导体 交变磁场H1 电涡流I 交变磁场H2 2 输出信号 参数变化 削弱H1 保持其他参数不变，只改变一个参数 --- 测量， 变化因素：被测导体 --- 几何形状、电导率、磁导率 线圈 --- 几何参数、电流大小和频率、 其他 --- 线圈与导体距离 测量原理：

邻近金属板的高频电感线圈 等效电路 RE oL(1-K3) K2=M-/(LLE) REK?L/LE

邻近金属板的高频电感线圈 等效电路

测距传感器：当其他参数都保持不变，而只改变距离时 电涡流分布： 深度：高频激励--表面薄层， 铜导体，1MHz频率，深度0.07mm 径向：有限范围-圆环形-涡流环 线圈 框架 框架 衬套 支座 反射式电涡流测距传感器 帽 插头 电缆

测距传感器：当其他参数都保持不变，而只改变距离时 电涡流分布： 深度：高频激励 --- 表面薄层， 铜导体，1MHz频率，深度0.07mm 径向：有限范围 --- 圆环形 --- 涡流环 线圈 插头 电缆 支座 框架衬套 框架 反射式电涡流测距传感器

注意问题： •线圈框架选择：保证测量精度，减小环境温度影响 •对电缆及接头的性能要求较高（激励频率较高） 线性范围和灵敏度与线圈外径有关： •外径越大：线性范围越大，但灵敏度越低 传感器特性非线性严重，修正 •外径越小：线性范围越小，但灵敏度越高 •被测导体对传感器的影响：被测导体是传感器的一部分 材料：电导率越高，灵敏度越高； 磁导率越高，灵敏度越低；非磁性材料灵敏度较高 有剩磁将影响结果，应予消除 表面镀层：性质和厚度及均匀性将影响结果，移动时不均匀将形成干扰 大小与形状：与灵敏度密切相关。被测圆柱体直径>3.5倍线圈直径 厚度：大于0.2mm,对铜铝等材料可薄至0.07mm

注意问题： •线圈框架选择：保证测量精度，减小环境温度影响 •对电缆及接头的性能要求较高（激励频率较高） •线性范围和灵敏度与线圈外径有关： •外径越大：线性范围越大，但灵敏度越低 •外径越小：线性范围越小，但灵敏度越高 •被测导体对传感器的影响：被测导体是传感器的一部分 传感器特性非线性严重，修正 •材料：电导率越高，灵敏度越高； 磁导率越高，灵敏度越低；非磁性材料灵敏度较高 有剩磁将影响结果，应予消除 •大小与形状： •厚度：大于0.2mm，对铜铝等材料可薄至0.07mm •表面镀层：性质和厚度及均匀性将影响结果，移动时不均匀将形成干扰 与灵敏度密切相关。被测圆柱体直径 >3.5倍线圈直径

定频测距原理电路 检波 C 稳频稳幅 正弦波振荡器 2zVc,村应U。 1 fo 金属板 X足够大时，回路处于并联谐振状态()，谐振器频 率设为。加入金属板后，失谐，改变了检波电压U

定频测距原理电路 X足够大时，回路处于并联谐振状态（ f0），谐振器频 率设为 f0。加入金属板后，失谐，改变了检波电压 U ∞ ∞ = ,对应 U 2 1 0 CL f π

谐振曲线图与输出特性曲线 U U Ui U, fo X1 X

谐振曲线图与输出特性曲线 fo f U x 1 x U U U1 1 U∞ U∞

调频测距原理电路 C 高频 振荡器 鉴频器 金属板

调频测距原理电路 X

电容三点式LC振荡器调频电路 C2 LO 传感器 UO C1 C3 C0

电容三点式LC振荡器调频电路 传感器

绝对测距 日本Keynce 量程：50mm 精度0.03%， E正TK毛 品品品 a

绝对测距 日本Keynce 量程：50mm 精度0.03%