電渦流式傳感器的等效電路計(jì)算方法為:式中,R2為電渦流短路環(huán)等效電阻;h為電渦流的深度();ra為短路環(huán)的外徑;ri為短路環(huán)的內(nèi)徑。由基爾霍夫電壓定律有式中ω為線圈與金屬導(dǎo)體的互感系數(shù)??傻玫刃ё杩篂槭街蠷eq為產(chǎn)生電渦流效應(yīng)后線圈的等效電阻,Leq為產(chǎn)生電渦流效應(yīng)后線圈的等效電感。由于電渦流的影響,線圈復(fù)阻抗的實(shí)部(等效電阻)增大、虛部(等效電感)減小。因此,線圈的等效品質(zhì)因數(shù)下降。電渦流式傳感器的等效電氣參數(shù)都是互感系數(shù)M2的函數(shù)。通??偸抢闷涞刃щ姼械淖兓M成測(cè)量電路,因此,電渦流式傳感器屬于電感式(互感式)傳感器。三、測(cè)量電路用于電渦流傳感器的測(cè)量電路主要有調(diào)頻式,調(diào)幅式測(cè)量電路兩種。1、調(diào)頻式測(cè)量電路調(diào)頻式測(cè)量電路,傳感器線圈作為組成LC振蕩器的電感元件,當(dāng)傳感器等效電感在渦流影響下因被測(cè)量變化而變化時(shí),將導(dǎo)致振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化,該頻率可直接由數(shù)字頻率計(jì)測(cè)得,或通過頻率-電壓變換后用數(shù)字電壓表測(cè)量出對(duì)應(yīng)的電壓。2、調(diào)幅式測(cè)量電路調(diào)幅式測(cè)量電路,由傳感器線圈、電容和石英晶體組成的石英晶體振蕩電路。傳感器線圈哪家專業(yè),無錫東英電子有限公司值得信賴,有需求的不要錯(cuò)過哦!常開傳感器線圈配件
在圖1b所示的系統(tǒng)中,發(fā)射器線圈(tx)106被電路102(電路102可以是集成電路)激勵(lì),以生成被示出為emf場(chǎng)108的可變電磁場(chǎng)(emf)。磁場(chǎng)108與接收器線圈(rx)104耦合。如圖1b所示,如果將導(dǎo)電金屬目標(biāo)124放置在接收器線圈104的上方,則會(huì)在金屬目標(biāo)124中生成渦電流。該渦電流生成新的電磁場(chǎng),該電磁場(chǎng)理想情況下與場(chǎng)108相等并相反,從而抵消了在金屬目標(biāo)124正下方的接收器線圈104中的場(chǎng)。接收器線圈(rx)104捕獲由發(fā)射線圈106生成的可變emf場(chǎng)108和由金屬目標(biāo)124感應(yīng)的場(chǎng),得到在接收器線圈104的端子處生成的正弦電壓。在沒有金屬目標(biāo)124的情況下,在rx線圈104(在圖1b中被標(biāo)記為rxcos110和rxsin112)的端子處將沒有電壓。當(dāng)金屬目標(biāo)124相對(duì)于rx線圈104被放置在特定位置時(shí),在被金屬目標(biāo)124覆蓋的區(qū)域上的合成電磁場(chǎng)理想地為零,因此在rx線圈104的端子處的電壓將具有不同的特性,這取決于金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的位置。rx線圈104以以下方式被設(shè)計(jì):隨著在整個(gè)接收器線圈104上掃描金屬目標(biāo)124,在一個(gè)rx線圈(rxsin112)的端子處產(chǎn)生正弦電壓,在另一個(gè)rx線圈(rxcos110)的端子處產(chǎn)生余弦電壓。目標(biāo)相對(duì)于rx線圈104的位置調(diào)制在rx線圈104的端子處的電壓的幅度和相位。湖南增強(qiáng)傳感器線圈傳感器線圈哪家好,無錫東英電子有限公司值得信賴,歡迎您的光臨!
并且在線圈106內(nèi)沿著指出頁面的方向且在線圈108的外部沿著進(jìn)入頁面的方向,其中電流方向如圖1a所示。如圖1b所示,接收線圈104位于線圈106內(nèi)部。發(fā)射線圈106可以以可以產(chǎn)生用于在接收器線圈104中感應(yīng)電壓的電磁場(chǎng)108的任何頻率被驅(qū)動(dòng)。通常,可以存在任意數(shù)量的接收二器線圈,然而,為了便于時(shí)論,下文時(shí)論具有兩個(gè)接收器線圈的系統(tǒng)。圖1b示出發(fā)射線圈(tx)106內(nèi)的傳感器接收線圈(rx)104的布置。如圖1b所示,傳感器接收線圈104包括正弦波定向線圈rxsin112和余弦定向信號(hào)線圈rxcos110。正弦波定向線圈rxsin112包括正弦環(huán)路114、正弦環(huán)路116和正弦環(huán)路118,其中,線圈112沿同相或反相方向(此處描繪為順時(shí)針或逆時(shí)針圖示)纏繞,以由于電磁場(chǎng)108的存在而在環(huán)路中產(chǎn)生相反符號(hào)的電壓。如圖所示,正弦波定向線圈112的布線提供環(huán)路114和環(huán)路118的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生標(biāo)稱正電壓、以及環(huán)路116的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生標(biāo)稱負(fù)電壓。類似地,余弦定向線圈110可以包括具有順時(shí)針定向的環(huán)路120和具有逆時(shí)針定向的第二環(huán)路122。圖1b示出由箭頭指示的可能的電動(dòng)勢(shì)參考方向,該方向與由如圖1a所示的發(fā)射器線圈106產(chǎn)生的磁場(chǎng)一致。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的,可以以其他方式解釋所述定向。
圖2b示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于90°位置。如圖2b所示,在正弦定向線圈112中,金屬目標(biāo)124完全覆蓋環(huán)路116,并且使環(huán)路114和環(huán)路118未被覆蓋。結(jié)果,vc=1/2、vd=0、以及ve=1/2,因此vsin=vc+vd+ve=1。類似地,在余弦定向線圈110中,環(huán)路120的一半被覆蓋,導(dǎo)致va=-1/2,并且環(huán)路122的一半被覆蓋,導(dǎo)致vb=1/2。因此,由va+vb給出的vcos為0。類似地,圖2c示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于180°位置。因此,正弦定向線圈112中的環(huán)路116和環(huán)路118的一半被金屬目標(biāo)124覆蓋,而余弦定向環(huán)路110中的環(huán)路122被金屬目標(biāo)124覆蓋。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。結(jié)果,vsin=0且vcos=-1。圖2d示出vcos和vsin相對(duì)于具有圖2a、圖2b和圖2c中提供的線圈拓?fù)涞慕饘倌繕?biāo)124的角位置的曲線圖。如圖2d所示,可以通過處理vcos和vsin的值來確定角位置。如圖所示,通過從定義的初始位置到定義的結(jié)束位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描,將在的輸出中生成圖2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)電壓。金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的角位置可以根據(jù)來自正弦定向線圈112的vsin和余弦定向線圈110的vcos的值來確定,如圖2e所示。傳感器線圈哪家服務(wù)好,無錫東英電子有限公司為您服務(wù)!
則可以使用類似于以下中提供的計(jì)算上代價(jià)更高的體積積分公式或有限元建模來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行建模:bettini,m.、passarotto,艮、specogna,“avolumeintegralformulationforsolvingeddycurrentproblemsonpolyhedralmesses(解決多面體對(duì)象的渦電流問題的體積積分公式)”,ieee磁學(xué)學(xué)報(bào),第53卷,第6期,7204904,2017。如圖10f進(jìn)一步所示,金屬目標(biāo)1024的表面被表示為被網(wǎng)格元素1026覆蓋。網(wǎng)格元素1026是非重疊的多邊形,通常為三角形,其覆蓋金屬目標(biāo)1024的整個(gè)表面并形成離散表面。如圖10a所示,一旦在704的步驟1008中執(zhí)行對(duì)金屬目標(biāo)1024的仿真,則在步驟1010中對(duì)接收器線圈804和接收器線圈806的響應(yīng)進(jìn)行仿真。如算法704中進(jìn)一步示出的,仿真704在整個(gè)位置定位器系統(tǒng)800上掃描目標(biāo),并且“經(jīng)計(jì)算機(jī)(insilico)”針對(duì)目標(biāo)1024的所有指定位置估計(jì)接收線圈804和接收線圈806上的電壓。如在圖7a所示的算法700的步驟712中進(jìn)一步示出的,接收線圈804和接收線圈806的形狀,同時(shí)假設(shè)發(fā)射線圈以佳的可能的方式適應(yīng)于傳感器800的所有非理想性。鑒于無法完全消除非理想性,這了佳解決方案,并且如上所述,在仿真算法704中使用了若干個(gè)近似。圖11示出算法712的示例。在算法712中。傳感器線圈哪家好,無錫東英電子有限公司值得信賴,有需求的不要錯(cuò)過哦!湖南增強(qiáng)傳感器線圈
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其執(zhí)行以下所有任務(wù):確定來自定位器404的金屬目標(biāo)408的實(shí)際位置、以及來自位置定位系統(tǒng)410上的線圈的金屬目標(biāo)408的測(cè)量位置;以及,確定來自位置定位系統(tǒng)410的測(cè)量位置的準(zhǔn)確性。如在圖4a中進(jìn)一步示出的,控制器402可以包括處理器412(其可以是處理器422中的處理器),處理器412驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈并從接收線圈接收信號(hào)以及處理來自接收線圈的數(shù)據(jù)以便確定金屬目標(biāo)508相對(duì)于接收線圈的位置。處理器412可以通過接口424與諸如處理單元422之類的設(shè)備通信。此外,處理器412通過驅(qū)動(dòng)器404驅(qū)動(dòng)諸如發(fā)射線圈106之類的發(fā)射線圈。驅(qū)動(dòng)器404可以包括諸如數(shù)模轉(zhuǎn)換器和放大器之類的電路,以向諸如發(fā)射線圈106之類的發(fā)射線圈提供電流。另外,處理器412可以從諸如線圈110和線圈112之類的接收線圈接收接收信號(hào)vsin和vcos。來自接收線圈的信號(hào)vsin和信號(hào)vcos被接收到緩沖器416和緩沖器418中,緩沖器416和緩沖器418可以包括諸如濾波器和放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(用于向處理器412提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))之類的電路。處理器412可以如上所述地計(jì)算位置,以提供金屬目標(biāo)408相對(duì)于位置定位系統(tǒng)410上的接收線圈的位置數(shù)據(jù)。圖4b示出定位系統(tǒng)400的示例,定位器404被耦合到底座406,并且可以包括四個(gè)步進(jìn)電機(jī)。常開傳感器線圈配件
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