电涡流传感器——KD2306高性能电涡流位移传感器是KD2300的更新产品,采用轨导DIN式结构。本体系非常适合集成到OEM设备和工业控制应用中。具备卓越的分辨率和速度性能(0.1um分辨率,50kHz高响应),满足各种实际需求,还可选择延长电缆、温度补偿等特殊需求。
测量方式可以分为接触测量和非接触测量两种方式。
现在应用很广泛的接触测量方式有:线性编码器,字符串电位器,线性变位移传感器(LVDTS)等。接触测量的一些好处是:远距离测量范围,非活性材料,小尺寸测量,还有低成本。但同时也存在着频率响应低,动态目标容易受干扰等的缺点。
非接触测量是以光电、电磁、电容等技术为基础,在不接触被测物体表面的情况下,得到物体表面参数信息的测量方法。典型的如电涡流传感器、激光传感器、电容传感器、超声波传感器等。非接触关键的一点就是不用与被测物体接触实现测量检测。
电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。影响电涡流传感器工作的因素很多,下面就从这些因素来分析影响的内容。
一、被测物
KAMAN——KD2306高性能电涡流位移传感器应用领域:
可应用于精密测量金属材料的长度、宽度、高度、厚度、圆度等尺寸,位移,变形,振动等。
涡流传感器——KD2306高性能电涡流位移传感器主要特点:
高分辨率和高采样率;
可自行调整零位、增益和线性;
可选择延长电缆、温度补偿等功能;
可测铁磁和非铁磁所有金属材料;
具有多传感器同步功能;
不受潮湿、灰尘的影响,对环境要求低;
被测物的材料属性、磁性、厚度、尺寸和形状、外表面都会引起测量的变化。
电涡流传感器是以涡流效应工作的,所以被测物必须是均匀的、导电材料。被测物的电阻率、磁导率是影响传感器测量的重要因素。即便有少量的涡流穿透到被测物中,但是电流密度在表面是的,当电流密度下降到表面电流密度的36%时称为一个导电表面深度。导电表面深度取决于电阻率、振动频率以及被测物的渗透性。要是测量较薄的一个物体,涡流可能会穿透物体而受到后面物体的影响。
被测物的尺寸形状会影响测量的效果。理想的目标是被测表面是一个平面,在探头没有加屏蔽的情况下,被测物的长宽必须为传感器探头的2.5-3倍。在探头有屏蔽的情况下,为探头的1.5-2倍。若小于此规格,必须是指定的。当使用在小于此情况下,其输出灵敏度、有效测量范围、分辨率、线性度和稳定性都将可能受到影响。若测量圆柱体的外表面,则被测物的直径要大于探头直径的的8倍。这样才会使测量时感应的表面趋于一个平面化。被测物表面光滑、粗糙程度都不影响传感器的运用,因为涡流是在整个表面上的平均值。杂质如油脂、灰尘、和污垢都对测量没影响。同样,若检测物体的裂缝也可以做到。只是裂缝尺寸要足够。
二、环境影响
一般来说,涡流感应应用于所有类型的环境中。卡曼传感器可以在柴油、汽油、油脂、防冻液、制动液、机械用油、甚至盐水中使用。
温度的改变是引起误差的主要原因。环境的温度稳定会减小热灵敏度的偏移。当温度改变引起电阻率的变化或者是电缆的改变时,零点漂移会产生。零点漂移控制灵敏度的变化。传感器工作的温度稳定、被测物表面温度会影响传感器热灵敏度的偏移,从而影响增益与线性度。
同时,电涡流传感器也可以工作于真空中。压力的大小不影响电涡流传感器的工作。通常,标准卡曼传感器能承受100g(1200ms,半正弦波)和10g峰值振动(20Hz-2KHz正弦)的力,而性能不受影响。
电涡流传感器使用场合易受到电磁干扰。这样受影响是由于传感器本身的测量原理所决定的。电磁干扰会影响任何一种运用到感应的物体。它就是一种额外的信号叠加到输出上。对于电涡流传感器,电磁干扰主要来源于两个方面:传感器相互太靠近,外部强电磁的干扰。
外界电磁干扰的存在是否成为干扰测量取决于他们的频率和强度。传感器通常存在载波信号在1MHz或者500KHz,一般来说,±10%的载波都会被产品的解调器所解决。
三、量程
测量范围与传感器的直径成正比。一般来说,传感器线圈产生的磁场可以检测正对的传感器线圈直径的2倍左右的距离。传感器范围通常是所有全尺寸目标的传感器线圈直径的30-50%。在高导电性的目标(铜,铝,铜,银和)的情况下,范围可扩展到65%,线圈直径与线性度和整体系统的稳定性降低。大于这个距离,场强是弱,通常不实用,性能不稳定。
起始距离是传感器表面到量程开始的距离。非接触的传感器有必要保留一个起始距离,以保持传感器的非接触式。并把传感器应用于其线性部分好的范围内。
四、安装
导电材料的固定装置的数量将影响系统性能。被测物与传感器相互平行是理想的条件。然而,一些非平行的会发生明显误差的也存在。伴随着非平行度误差被称为“余弦误差”,结果增加了非线性度。
当两个或多个传感器安装在附近时,他们的磁场彼此相互渗透,一些干扰就要注意。干扰的频率会直接影响测量的频率。使用一个振荡器同步是指用同一个触发多个传感器同步使用。
五、速度
通常是一个旋转轴,表面速度超过上限值时,极端表面速度产生一个由“涡流效应”的错误输出,作为增加位移出现时,实际上是没有位移的增加。这样,输出电压值就会增加,影响测量效果。
六、性能
1、输出灵敏度
一个被测物靠近或者远离传感器会导致输出减小或增加。电压或者电流可调节到理想的灵敏度。典型的输出值是DC0-10V和4-20mA.这是在某些情况下,很容易通过调整输出电压从而确定系统的位置。比如,在校准范围内,0.250英寸的位移量,其电压是从0-2.500V,其灵敏度的10mV/mil。
2、分辨率
典型分辨率为0.01%,而0.001%则可能要牺牲其他参数来作补偿。为了增加系统的分辨率,可能会要减少测量范围。这将准确的评估所需的实际测量,确定是否可以减少测量范围而使用较小值的分辨率。另一种选择是减少线性度和后期为线性处理数据的过程。
3、频率响应
频率响应在特殊应用场合是很重要的。静态的测量能够拥有很高的分辨率。当被测物有移动时,就如一个振动测量,有电磁开始出现滞后。被测物的运动能增强幅度:当超出其中临界值时,其输出曲线的斜率以大幅下滑。这一转变是指在3分贝点的分界。它是确定目标频率响应在运动方面重要的意义。
4、非线性度
这是基于一个错误,或偏离直线输出信号理论的偏移位置校准的位置。在评估一个运动的应用所施加的力,高度线性系统是可取的。在应用场合是重复给定位置、线性可以是一个忽略不计的规格。
5、稳定性
一个测量系统的稳定受几个因素的影响,其中两个重要的是温度和电子。
温度影响系统的稳定性表现在两个方面:零点漂移和灵敏度漂移。零点漂移是一种抵消转移,因此影响到所有的点测量范围都一样。灵敏度漂移是的变化转移的斜率输出。它主要发生在上50%的测量范围和随着量程的增长漂移会更大。
长期稳定,顾名思义,是时间相关,通常被称为漂移。虽然长期稳定内在于电子、有外部影响因素如夹具可产生影响。因此,步在解决漂移问题的方法是消除外部因素的影响。在长期稳定是一个关注测量、部件,如电位器可以被替换成固定电阻器在一些电路。
6、度
测量系统的精度是指其能力来标明真值准确。度是误差。误差的定义是指示值与真正的测量数值之间的差额。
感应系统的影响准确性的误差来源,包括:温度、非线性、固定装置、被测物和频率响应。卡曼不提供系统精度规格因为所有的参数不
SMT是一款专门为客户定制的OEM电涡流传感器产品,可测非导磁体和铁磁材料,有1、2或3通道可配电涡流探头。电涡流传感器材料、线性、分辨率、带宽各种性能可自行优化,埃米级分辨率,符合CE和RoHS标准,尺寸小巧,可配13种电涡流探头。 电涡流传感器主要特点 尺寸小巧 埃米级分辨率 有1、2或3通道可配电涡流探头 可配13种电涡流探头 工作温度:0~70ºC(补偿范围15~55ºC) 符合CE和RoHS标准 输出负载电流<20mA(有短路和过载保护) 供电电压:15~30V,<50mA(有容错保护、短路保护) 工作原理: 由传感器探头产生的磁场在被测体上形成感应磁场,这个感应磁场与探头产生磁场的磁性相反,会对探头磁场产生反作用,这时探头磁场的变化转化为电流的变化,从而检测到被测体。 相电路 简介: 涡流效应不仅与振幅有关,也和相位有关。该电路是基于与振幅检测对照的相位检测。具体来说,相位检测是基于脉冲宽度调制技术。 由于干扰基本上是一个振幅敏感现象,相位检测技术提供了一个低噪声的开始。利用振幅变化的系统中充满了运算放大器的固有...
KD2306是KD2300的更新产品,KAMAN代理电涡流传感器采用轨导DIN式结构。本体系非常适合集成到OEM设备和工业控制应用中。KAMAN代理电涡流传感器具备卓越的分辨率和速度性能(0.1um分辨率,50kHz高响应),满足各种实际需求,还可选择延长电缆、温度补偿等特殊需求。 工作原理: 由传感器探头产生的磁场在被测体上形成感应磁场,这个感应磁场与探头产生磁场的磁性相反,会对探头磁场产生反作用,这时探头磁场的变化转化为电流的变化,从而检测到被测体。 平衡桥电路 简介: 惠斯通桥电路是1833年由塞缪尔•亨特•克里斯蒂发明的。该电路于1843年被查尔斯•惠斯通爵士改进和推广之后就以惠斯通爵士的名字命名直到今天。在感应桥电路中,振荡器激发惠斯通电桥。它是一种调谐为近似于谐振的平衡桥接电路的形式。电磁场和目标相互作用引起的传感器线圈阻抗的轻微变化,,将导致电桥输出的较大变化。 目标运动导致传感器线圈的阻抗变化。这一线圈阻抗的变化被检波器电路检测到,之后被对数放大器线性化,然后在的放大器阶段被放大,来提供补偿和增益。该电压是系统的输出电压,提供给用户一个与目标相对传感器位置...