工業(yè)渦流位移傳感器與傳統(tǒng)電感式傳感器工作原理的不同
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(cè)量原理可以測(cè)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(dòng)、振動(dòng)和厚度的非接觸式和無(wú)磨損測(cè)量而設(shè)計(jì)。因此，它們非常適合監(jiān)控機(jī)器和系統(tǒng)——它們可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，即使在發(fā)生壓力、污垢或溫度波動(dòng)的情況下也是如此。
通常，渦流位移傳感器用于需要高測(cè)量精度且其他傳感器無(wú)法應(yīng)對(duì)主要環(huán)境條件的情況。例如，光學(xué)傳感器會(huì)受到測(cè)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(cè)量精度會(huì)隨著環(huán)境溫度的波動(dòng)而降低。
使用渦流位移傳感器只能測(cè)量導(dǎo)電金屬目標(biāo)，無(wú)論是鐵磁性的還是非鐵磁性的。非導(dǎo)電材料對(duì)渦流測(cè)量系統(tǒng)是不可見的，因此對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響。因此，這些傳感器可以通過(guò)塑料和油等材料對(duì)金屬物體進(jìn)行測(cè)量。這使得諸如油隙測(cè)量和對(duì)引導(dǎo)塑料薄膜的輥的距離測(cè)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(duì)其進(jìn)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(chǎng)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(cè)量達(dá)到其性能極限。電感式位移傳感器的另一個(gè)問(wèn)題是由于鐵氧體磁芯的高熱膨脹系數(shù)，它們對(duì)極端溫度變化的敏感性。這使得溫度補(bǔ)償具有挑戰(zhàn)性，通常會(huì)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(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。該場(chǎng)在目標(biāo)中感應(yīng)出電流——渦流。交變渦流產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)，與感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)相反，從而改變感應(yīng)線圈的阻抗。阻抗變化量取決于目標(biāo)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(guò)處理以產(chǎn)生輸出電壓，該電壓指示目標(biāo)相對(duì)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(chǎng)的變化檢測(cè)到導(dǎo)電測(cè)量對(duì)象的距離。渦流傳感器通過(guò)傳感器線圈的阻抗變化來(lái)測(cè)量距離。通過(guò)電容感應(yīng)，傳感器和測(cè)量對(duì)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(cè)量。然而，它們?cè)诓僮鳝h(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(shí)驗(yàn)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(diǎn)
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(shí)現(xiàn)更高的精度、測(cè)量速度和穩(wěn)定性——非線性和溫度漂移不是問(wèn)題。
它們的優(yōu)點(diǎn)包括：
·高達(dá)100 kHz的快速測(cè)量。
·分辨率低至0.5μm或更高。
·高線性度。
·在波動(dòng)的環(huán)境溫度下的高溫穩(wěn)定性，甚至可以通過(guò)嵌入式有源溫度補(bǔ)償來(lái)改善。
·使用鐵磁或非鐵磁目標(biāo)材料進(jìn)行測(cè)量。
·它們不受高壓、高溫、污垢、蒸汽或油的影響。
