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渦流位移傳感器屬于感應(yīng)位移傳感器組，非常適合工業(yè)應(yīng)用。與傳統(tǒng)的電感式傳感器不同，渦流傳感器的測量原理可以測量非鐵磁材料(例如鋁)以及鐵磁材料(例如鋼)。它們專為位移、距離、位置、振動、振動和厚度的非接觸式和無磨損測量而設(shè)計。因此，它們非常適合監(jiān)控機器和系統(tǒng)——它們可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中進行測量，即使在發(fā)生壓力、污垢或溫度波動的情況下也是如此。
通常，渦流位移傳感器用于需要高測量精度且其他傳感器無法應(yīng)對主要環(huán)境條件的情況。例如，光學(xué)傳感器會受到測量間隙中的污垢或灰塵以及高溫的影響。傳統(tǒng)的感應(yīng)式位移傳感器使用鐵氧體磁芯，具有較高的線性誤差和較低的頻率響應(yīng)。此外，它們的測量精度會隨著環(huán)境溫度的波動而降低。
使用渦流位移傳感器只能測量導(dǎo)電金屬目標，無論是鐵磁性的還是非鐵磁性的。非導(dǎo)電材料對渦流測量系統(tǒng)是不可見的，因此對測量結(jié)果沒有影響。因此，這些傳感器可以通過塑料和油等材料對金屬物體進行測量。這使得諸如油隙測量和對引導(dǎo)塑料薄膜的輥的距離測量等應(yīng)用成為可能。
一、傳統(tǒng)電感式位移傳感器的局限性
經(jīng)典的感應(yīng)式位移傳感器使用纏繞在鐵磁芯上的線圈。由于該核心，輸出是非線性的，因此必須在傳感器電子設(shè)備中對其進行線性化，或者用戶必須在其工廠控制系統(tǒng)中考慮這種非線性。除了非線性之外，其他限制還包括由于鐵芯本身吸收磁場而導(dǎo)致的鐵損。這些損耗隨著頻率的增加而增加，以至于電感式位移傳感器以每秒約100次測量達到其性能極限。電感式位移傳感器的另一個問題是由于鐵氧體磁芯的高熱膨脹系數(shù)，它們對溫度變化的敏感性。這使得溫度補償具有挑戰(zhàn)性，通常會導(dǎo)致高熱漂移。
二、渦流傳感器工作原理
感應(yīng)線圈中的交流電會產(chǎn)生變化的磁場。該場在目標中感應(yīng)出電流——渦流。交變渦流產(chǎn)生自己的磁場，與感應(yīng)線圈的磁場相反，從而改變感應(yīng)線圈的阻抗。阻抗變化量取決于目標與探頭中的感應(yīng)線圈之間的距離。感應(yīng)線圈中的電流與阻抗相關(guān)，經(jīng)過處理以產(chǎn)生輸出電壓，該電壓指示目標相對于探頭的位置。
三、渦流與電容位移傳感器
渦流和電容傳感器根據(jù)電場的變化檢測到導(dǎo)電測量對象的距離。渦流傳感器通過傳感器線圈的阻抗變化來測量距離。通過電容感應(yīng)，傳感器和測量對象形成電容器的極板。兩種類型都可以在亞微米范圍內(nèi)測量。然而，它們在操作環(huán)境方面存在很大差異。渦流傳感器非常適合包括污垢、灰塵和濕度在內(nèi)的惡劣工業(yè)環(huán)境。另一方面，電容式傳感器需要電子產(chǎn)品生產(chǎn)、實驗室和潔凈室中可以找到的那種清潔環(huán)境。
四、渦流位移傳感器的優(yōu)點
盡管渦流傳感器采用與感應(yīng)位移和接近傳感器相同的磁感應(yīng)定律，但它們的空芯線圈結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)更高的精度、測量速度和穩(wěn)定性——非線性和溫度漂移不是問題。
它們的優(yōu)點包括：
·高達100 kHz的快速測量。
·分辨率低至0.5μm或更高。
·高線性度。
·在波動的環(huán)境溫度下的高溫穩(wěn)定性，甚至可以通過嵌入式有源溫度補償來改善。
·使用鐵磁或非鐵磁目標材料進行測量。
·它們不受高壓、高溫、污垢、蒸汽或油的影響。
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