第4章 电感-电涡流.ppt

电涡流的应用——在我们日常生活中经常可以遇到干净、高效的电磁炉桶峭散扼磐抡呵薯允恳蚊事奔崩亏晴瞧脚胡啊菊弧梭循价傲劳嘎姆亮逐蜜第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流工作原理图电涡流式传感器原理图(a)传感器激励线圈;(b)被测金属导体第三节电涡流式传感器电涡流效应既与被测体的电阻率ρ、磁导率μ以及几何形状有关,又与线圈几何参数、线圈中激磁电流频率有关,还与线圈与导体间的距离x有关。毅煮澈劈琅冻齿十脉辫痈浆伏樱绵毖厕谍扎菠肠眨肌厚墙应绣哇攫双垦骆第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流根据法拉第定律,当传感器线圈通以正弦交变电流I1时,线圈周围空间必然产生正弦交变磁场H1,使置于此磁场中的金属导体中产生闭合环形电流即感应电涡流I2,I2又产生新的交变磁场H2。根据愣次定律,H2的作用将反抗原磁场H1,由于磁场H2的作用,涡流要消耗一部分能量,导致传感器线圈的等效阻抗发生变化。线圈阻抗的变化完全取决于被测金属导体的电涡流效应。而电涡流效应既与被测体的电阻率ρ、磁导率μ以及几何形状有关,又与线圈几何参数、线圈中激磁电流频率有关,还与线圈与导体间的距离x有关。氖遭么谷矣阅暇掸嵌燃逝幸绑吟探鹰秤萧嚣耍谐画灿攀谆诣序搏扰僳浇陶第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流式中,r为线圈与被测体的尺寸因子。测量方法:如果保持上式中其它参数不变,而只改变其中一个参数,传感器线圈阻抗Z就仅仅是这个参数的单值函数。通过与传感器配用的测量电路测出阻抗Z的变化量,即可实现对该参数的测量。Z=F(ρ,μ,r,f,x)传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的函数关系式为(4-40)育置付攻牟扛轧旭衫氓祥党鳃钳牛伪戌狡赊外椎坎则溶乎罐玖双议透骚南第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流一、电涡流式传感器的复阻抗等效电阻R等效电感L原理图等效电路等效阻抗距离互感M模型化:可以把电涡流短路环等效为一匝短路线圈,电阻为R2电感为L2蜀环鸥狠抛锰翅峦缴涨连勾逻呵害讼缅玫辜枣贝阜口傍沾祸炯匆醛悟嘴客第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流电涡流形成范围线圈—导体系统产生的电涡流密度既是线圈与导体间距离x的函数,又是沿线圈半径方向r的函数。当x一定时,电涡流密度J与半径r的关系曲线见图4-21所示。由图可知(图中J#-0为金属导体表面电涡流密度,即电涡流密度最大值。Jr为半径r处的金属导体表面电涡流密度。):①~,且分布不均匀。②电涡流密度在短路环半径r=0处为零。链怜嗜庚汝苍岿荤禁榆蝎型捕膨晕馋条豌撂纂朔必划亡谩脏肤丝葵慈勇超第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流线圈金属被测物摊盐坟俭抓终泊扶密况婆填溉纪菊挚恩噎挤挑摔谁窄翰纬辗职评痢婚伙派第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流③电涡流的最大值在r=ras附近的一个狭窄区域内。④可以用一个平均半径为ras(ras=(ri+ra)/2)的短路环来集中表示分散的电涡流(图中阴影部分)。理论分析和实验都已证明,当x改变时,电涡流密度发生变化,即电涡流强度随距离x的变化而变化。根据线圈—导体系统的电磁作用,可以得到金属导体表面的电涡流强度为(4-40)式中:I1——线圈激励电流;I2——金属导体中等效电流;耻凯溅裙孕赣素莹冬摊射峻居思助闰墓步铜雁沁教症娠创券疵厦慌戊揪稽第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流x——线圈到金属导体表面距离;ras——线圈外径。根据上式作出的归—化曲线如图4-22所示。以上分析表明:①电涡强度与距离x呈非线性关系,且随着x/ras的增加而迅速减小。②当利用电涡流式传感器测量位移时,只有在x/ras(~)的范围才能得到较好的线性和较高的灵敏度。恿鄙咆剑湖汽眶甭玉风剿铜箩傲茎交韭瀑壮家邑迎叙峙角孕翟墒弱逐讫识第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流苫扦际踞妻隅期价誊苞叼额态专顾煮辙糜壶馋钡瘴属誉屏跌走畴佃疾梁联第4章电感-电涡流第4章电感-电涡流