电涡流式传感器测量电路原理图

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。下面小编给大家介绍一下“电涡流式传感器测量电路原理图”

一、电涡流式传感器测量电路原理图

1、基本测量电路

振荡器产生的高频振荡电流经过功率放大器放大后送给交流电桥，当位移发生变化时，将使线圈阻抗变化，从而破坏电桥平衡，电桥不平衡电压信号输出，经过放大、检波以后，其输出信号就反映了被测量的变化。

这种测量电路简单易行，主要用于测量精度要求不高的差动式电涡流传感器中。

（图片来源于互联网）

2、调幅电路

这种测量电路的基本原理是建立在传感器线圈与电容组成LC并联谐振回路，原理框图如图14.4所示，由晶体振荡器提供高频激励电压。当被测导体无变化时，LC谐振回路的频率与振荡器频率一致，这时回路阻抗Z为最大产生的压降也达到最大。当传感器线圈与被测导体的距离发生变化时，涡流损耗增加，回路失调，输出电压相应减小。因此，在一定范围内，输出电压幅值与距离X成近似线性关系。由于输出电压的频率始终恒定，因此这种电路称为调幅式测量电路。这种电路采用石英晶体振荡器作为激励源，主要是为了获得最稳定的高频激励信号，以保证稳定的输出。因为振荡器的频率若发生1%的变化，一般将引起输出电压10%左右的漂移。图14.4中R为耦合电阻，用来减小传感器对振荡器的影响，作为恒流源的内阻，R的大小直接影响到系统的灵敏度，R大灵敏度低，R小则灵敏度高;但过小时由于旁路作用也会使灵敏度降低。因为，谐振回路输出的高频载波信号较弱，故设有高频放大、检波和滤波处理部分，使系统的输出信号便于传输与检测。图中的源极输出器是为了减小振荡器的负载而加的。

（图片来源于互联网）

3、变频调幅电路

调幅电路虽然有很多优点，并获得了广泛的应用，但其线路复杂，安装调试较困难，且线性范围也较窄。因此，科研人员对其进行了进一步改进，研究出了变频式调幅测量电路。如图14.5所示，其原理是将传感器的线圈直接接入电容三点式振荡回路，当被测导体与传感器线圈的距离发生变化时，由于电涡流的作用，振荡器输出电压的幅度和频率都发生了改变，利用振荡幅度的变化来测量线圈与导体间的位移变化，而对频率变化不予理会。

这种测量电路除结构简单、成本较低外，还具有灵敏度高、线性范围宽等优点，因此在位移、转速、振动等测量及自动控制等领域得到了越来越广泛的应用。

（图片来源于互联网）

4、调频电路

这种测量电路与变频调幅测量电路一样，将传感器线圈直接接入电容三点式振荡回路，所不同的是，它以振荡频率的变化为输出信号。如欲以电压作为输出信号，则应后接鉴频器。

图14.6为这种电路的原理框图，其中静态与动态分别用于测量静态位移与振动幅度。该电路的关键是提高振荡器的频率稳定度，通常可以从环境温度变化、电缆电容变化和负载影响三方面来考虑。另外提高谐振回路元件本身的稳定性也是提高频率稳定度的一个重要措施。因此，传感器线圈L可采用热绕工艺绕制在低膨胀系数材料的骨架上，并配以高稳定性的云母电容或具有适当负温度系数的电容作为谐振电容C。

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