電渦流位移傳感器
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(biāo)，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。
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。由于該內(nèi)核，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)，它們對極端溫度變化的敏感性。這使得溫度補償具有挑戰(zhàn)性，通常會導(dǎo)致高熱漂移。
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。
渦流位移傳感器
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(biāo)材料進行測量。
它們不受高壓、高溫、污垢、蒸汽或油的影響。
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(biāo)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(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)過處理以產(chǎn)生輸出電壓，該電壓指示目標(biāo)相對于探頭的位置。
溫度補償
由于上海測振自動化儀器公司提供多種不同的渦流傳感器設(shè)計，工程師可以為其特定應(yīng)用選擇最佳傳感器。例如，如果需要高精度測量，則需要主動溫度補償。隨著溫度的變化，有兩個因素會影響測量信號：機械變化，其中傳感器和目標(biāo)的幾何尺寸以傳感器和目標(biāo)的伸展或收縮的形式發(fā)生變化。由于電磁特性的變化，電氣效應(yīng)比機械效應(yīng)具有更大的影響。
靜壓軸承
渦流位移傳感器的一種應(yīng)用是大型機械，例如石磨或伸縮裝置，這些機械通常與靜壓軸承配合使用。這些軸承系統(tǒng)通過外部壓力源連續(xù)供應(yīng)液體潤滑劑。潤滑劑被壓在軸承表面之間，因此它們通過一層薄的潤滑劑膜連續(xù)地彼此隔開。軸承表面不會受到摩擦，因此無磨損運行。這實現(xiàn)了亞微米位置控制。然而，液壓系統(tǒng)中的任何干擾或壓力下降都可能產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。這可能導(dǎo)致軸承損壞并最終導(dǎo)致系統(tǒng)故障，從而導(dǎo)致高昂的維護和維修成本。因此，靜壓軸承中的油隙需要持續(xù)可靠的檢查。對于這種應(yīng)用，傳感器水平安裝在軸承座上，因此不會直接暴露在油壓下。它通過油膜測量到相對的軸承表面上。
3. 高精度、穩(wěn)健性、線性和溫度容差允許 傳感器跟蹤參數(shù)，例如內(nèi)燃機中的潤滑間隙。
內(nèi)燃機
活塞、活塞環(huán)的準(zhǔn)確位置和現(xiàn)有壓力條件是內(nèi)燃機制造商的基本信息。使用模擬工具，這些數(shù)據(jù)主要用于對磨損、摩擦和油耗進行可靠預(yù)測。渦流傳感器以高精度測量活塞環(huán)和所謂的活塞二次運動。在這里，渦流傳感器的優(yōu)勢——耐內(nèi)燃機高溫（在短時間內(nèi)高達 180°C 甚至更高）——是顯而易見的。主要的振動、壓力、油、燃料、燃燒氣體和連續(xù)的機械運動，不影響結(jié)果的精度。
