电磁式传感器如何运作？

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：电磁传感器按照频率分为普通频率式电磁传感器和高频式涡流传感器。电磁传感器的频率低于10kHz，涡流传感器的频率为30～160kHz。其中涡流传感器的应用较为广泛，下面以涡流传感器为例来分析其工作原理及应用。图5-2-13所示为电磁式接近开关进行物体位置检测的工作原理图，振荡器在接近开关的作用表面产生一个交变磁场。

电磁传感器按照频率分为普通频率式电磁传感器和高频式涡流传感器。电磁传感器的频率低于10kHz，涡流传感器的频率为30～160kHz。其中涡流传感器的应用较为广泛，下面以涡流传感器为例来分析其工作原理及应用。

图5-2-12所示为涡流引起的磁场变化的情况。当线圈中通过高频电流i时，线圈周围产生高频磁场，该磁场作用于金属体，但由于趋肤效应，不能透过具有一定厚度的金属体，而仅作用于金属表面的薄层内。在交变磁场的作用下金属表面产生了感应电流I_e，即为涡流。感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上，其方向与线圈原磁场方向相反。这两个磁场相互叠加，就改变了原来线圈的阻抗Z，Z的变化仅与金属导体的电阻率ρ、磁导率μ、激励电磁强度i、频率f、线圈的几何形状以及线圈与金属导体之间的距离有关。当被测对象的材料一定时，ρ、μ为常数，仪表中的i、f、d也为定值，于是Z就成为距离d的单值函数。

图5-2-13所示为电磁式接近开关进行物体位置检测的工作原理图，振荡器在接近开关的作用表面产生一个交变磁场。当被测物体接近表面时，由于涡流的作用，接近开关附近磁场发生变化，导致传感器的检测线圈的电感量发生变化，使振动减弱以致停振，因而根据接近开关输出信号的“有”、“无”，就可以确定有无被检测物体的存在。

图5-2-12 涡流引起的磁场变化

图5-2-13 电磁式接近开关

电磁式传感器如何运作？

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