[其他]電渦流位移振幅測(cè)量?jī)x

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85102388
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85102388B
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁鴻生;王安
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西機(jī)械學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/02
• 代理公司: 陜西機(jī)械學(xué)院專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 許澤鵬,楊引雪

本發(fā)明是屬于一種非接觸式測(cè)量相對(duì)位移、振 幅的測(cè)量?jī)x器。它可以用于各種機(jī)械主軸回轉(zhuǎn)精度 分析，各種軸向變位的測(cè)量，鋼板厚度的測(cè)量，磨 削量的在線(xiàn)測(cè)量以及化工、石油、電站主設(shè)備的主 軸監(jiān)測(cè)等。

在本發(fā)明申請(qǐng)以前，日本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(JP- 昭57-200803)公開(kāi)了一種采用高頻振蕩器提供高 頻激磁，裝有激磁線(xiàn)圈和檢測(cè)線(xiàn)圈的渦流位移振幅 測(cè)量?jī)x。這種儀器激磁線(xiàn)圈在里面，檢測(cè)線(xiàn)圈在外 面，且不在一個(gè)平面內(nèi)，激磁線(xiàn)圈為恒定電流激磁。 傳感器線(xiàn)圈遠(yuǎn)離被測(cè)金屬材質(zhì)時(shí)，檢測(cè)線(xiàn)圈感應(yīng)電 壓小；相反，靠近被測(cè)金屬材質(zhì)時(shí)，破壞磁路平衡， 檢測(cè)線(xiàn)圈感應(yīng)電壓高。由于傳感器輸出電壓小、且 有非線(xiàn)性，因此，傳感器后面要加高頻放大器放大， 以及電子線(xiàn)性化電路。

本測(cè)量?jī)x為了進(jìn)一步提高靈敏度、分辨率和線(xiàn) 性度，采用了特殊結(jié)構(gòu)的雙線(xiàn)圈(即激磁線(xiàn)圈和檢 測(cè)線(xiàn)圈)，激磁電流可變的方法，振蕩器采用了高 穩(wěn)定度的石英晶體振蕩器，并利用精密穩(wěn)壓管雙向 限幅，使振蕩器具有較高的頻率和幅度的穩(wěn)定性， 并具有較強(qiáng)的負(fù)載能力。檢波級(jí)前不需加高頻信號(hào) 放大級(jí)進(jìn)行放大，且整個(gè)儀器不需加線(xiàn)性化電路， 就能使整個(gè)儀器的靈敏度、分辨率、線(xiàn)性度、溫度 系數(shù)等項(xiàng)指標(biāo)大大地提高了。

本發(fā)明的渦流位移振幅測(cè)量?jī)x，是利用強(qiáng)高頻 電流進(jìn)行激磁，并且激磁電流大小隨位移增加而自 動(dòng)增大。為了提高靈敏度和分辨率，傳感器的線(xiàn)圈 包括激磁線(xiàn)圈L₁與檢測(cè)線(xiàn)圈L₂，并使L₁??L₂為 弱耦合，在電路上L₁與諧振電容C₁串聯(lián)聯(lián)接， L₂與諧振電容C_Z并聯(lián)聯(lián)接，共同組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 測(cè)量中當(dāng)傳感器遠(yuǎn)離被測(cè)金屬時(shí)，使激磁線(xiàn)圈接近 串聯(lián)諧振狀態(tài)，檢測(cè)線(xiàn)圈接近并聯(lián)諧振狀態(tài)。晶體 振蕩器采用了精密的限幅結(jié)構(gòu)來(lái)穩(wěn)定頻率和幅度， 因此傳感器的取出信號(hào)非常高，線(xiàn)性度好，傳感器 的各項(xiàng)指標(biāo)大大地提高了。用這種傳感器制造的渦 流位移振幅測(cè)量?jī)x最高分辨力達(dá)0.01μ(動(dòng)態(tài))，量 程為1000μ時(shí)，分辨率達(dá)2×10^-5，線(xiàn)性度為0.5％， 量程為200μ時(shí)，線(xiàn)性度為0.2％，量程為20μ時(shí)， 線(xiàn)性度為0.5％，變換器的溫度漂移為0.01％/℃。

圖1為渦流位移振幅測(cè)量?jī)x方框圖；

圖2為高精度穩(wěn)幅及功率電路；

圖3為雙線(xiàn)圈工作原理；

圖4為雙線(xiàn)圈安裝位置圖示。

下面結(jié)合各附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例：

圖1中振蕩器的功率輸出供給傳感器激磁線(xiàn)圈 一高頻激磁電流，在傳感器線(xiàn)圈前部產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)， 當(dāng)傳感器與被測(cè)金屬材質(zhì)靠近時(shí)，由于高頻渦流效 應(yīng)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，反過(guò)來(lái)影響傳感器線(xiàn)圈參 數(shù)的變化，引起傳感器檢測(cè)線(xiàn)圈兩端輸出電壓發(fā)生 變化，將位移振幅信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻電壓幅度的變化 信號(hào)，經(jīng)檢波與電壓功率放大，送給數(shù)碼顯示電路 進(jìn)行數(shù)字顯示。

圖2中，17、18為限幅穩(wěn)壓二極管，2、3、 4、5、6、7組成負(fù)基準(zhǔn)電壓源，9、10、11、 12、13、14組成正基準(zhǔn)電壓源，27為限流電阻，19、 20、21、22、23、24、25為功率輸出電路。圖2中 15端是輸入高頻信號(hào)，通過(guò)穩(wěn)壓二極管17、18雙向 限幅，由于穩(wěn)壓二極管選用其擊穿電壓(穩(wěn)壓)值 比較高，為6V左右，為取得較合適的電壓幅度， 采用了精密基準(zhǔn)電壓和穩(wěn)壓二極管組成了精密限幅。