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電渦流傳感器等效電路分析
來(lái)源: 日期:2013-11-2 20:36:04 人氣:標(biāo)簽:
圖中r1,l1為傳感器探頭線圈的電阻和電感,短路環(huán)可以認(rèn)為是一匝短路線圈,其中r2,l2為被測(cè)導(dǎo)體的電阻和電感。探頭線圈和導(dǎo)體之間存在一個(gè)互感m,它隨線圈與導(dǎo)體間距離的減小而增大。u1為激勵(lì)電壓,根據(jù)基爾霍夫電壓平衡方程式,上圖等效電路的平衡方程式如下:

經(jīng)求解方程組,可得i1和i2表達(dá)式:

由此可得傳感器線圈的等效阻抗為:

從而得到探頭線圈等效電阻和電感。
通過(guò)式(2-4)的方程式可見(jiàn):渦流的影響使得線圈阻抗的實(shí)部等效電阻增加,而虛部等效電感減小,從而使線圈阻抗發(fā)生了變化,這種變化稱為反射阻抗作用。所以電渦流傳感器的工作原理,實(shí)質(zhì)上是由于受到交變磁場(chǎng)影響的導(dǎo)體中產(chǎn)生的電渦流起到調(diào)節(jié)線圈原來(lái)阻抗的作用。

因此,通過(guò)上述方程組的推導(dǎo),可將探頭線圈的等效阻抗z表示成如下一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系:
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其中,x為檢測(cè)距離;μ為被測(cè)體磁導(dǎo)率;ρ為被測(cè)體電阻率;f為線圈中激勵(lì)電流頻率。
所以,當(dāng)改變?cè)摵瘮?shù)中某一個(gè)量,而固定其他量時(shí),就可以通過(guò)測(cè)量等效阻抗z的變化來(lái)確定該參數(shù)的變化。在目前的測(cè)量電路中,有通過(guò)測(cè)量δl或δz等來(lái)測(cè)量x ,ρ,μ,f的變化的電路。
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