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          電容式和渦流傳感器目標材料和旋轉目標環境參數

          發表時間:2021-05-06 17:40【 閱讀量:-

            電容式和渦流傳感器對目標材料差異的反應不同。渦流傳感器的磁場穿透目標并在材料中感應出渦流,從而產生與來自探頭的磁場相反的磁場。渦流的強度和所產生的磁場取決于材料的磁導率和電阻率。這些性質在不同的材料之間有所不同。它們也可以通過不同的處理技術(例如熱處理或退火)進行修改。例如,以不同方式處理的另外兩個相同的鋁片可以具有不同的磁性能。在不同的非磁性材料(例如鋁和鈦)之間,磁導率和電阻率可能很小,但是當與其他非磁性材料一起使用時,針對非磁性材料校準的高性能渦流傳感器仍然會出現錯誤。

            

            非磁性材料(例如鋁和鈦)與磁性材料(例如鐵或鋼)之間存在很大差異。鋁和鈦的相對磁導率約為1,而鐵的相對磁導率可高達10,000。

            

            與磁性材料一起使用時,針對非磁性材料校準的渦流傳感器根本無法工作。當使用渦流傳感器進行精確測量時,必須針對應用中使用的特定材料對傳感器進行精確校準。

            

            磁性材料(例如鋼和鐵)的高磁導率還將在同一材料中的渦流傳感器中引起較小的誤差。在任何不完美的材料中,都會出現微觀裂紋和材料變化。在這些區域周圍,材料的滲透性將略有變化。盡管變化相對較小,但是磁性材料的極高磁導率使高分辨率渦流傳感器能夠檢測到這些變化。該問題在磁性材料的旋轉目標檢測應用中最為明顯。

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            可以安裝渦流傳感器以測量旋轉軸的跳動。但是,即使軸是理想的并且絕對沒有跳動,高分辨率的渦流傳感器也會在軸旋轉時檢測到可重復的變化曲線。這些變化是材料微小變化的結果。這種現象是眾所周知的,稱為電抖動。這些誤差可能很小,通常在微米范圍內。在許多軸跳動檢測應用中,尤其是在以渦流傳感器為標準的惡劣環境應用中,所尋求的誤差更大,因此可以容忍這些小誤差。其他更精確的應用程序需要使用技術手段來解決這些錯誤,或者使用其他檢測技術,例如電容傳感器。

            

            電容式傳感器的電場使用測得的目標作為接地的導電路徑。所有導電材料都可以提供相同的良好結果,因此電容式傳感器對所有導電材料的測量結果相同。電容傳感器校準完畢后,可與任何導電目標一起使用,而不會降低性能。

            

            由于電容傳感器的電場不會穿透材料,因此材料的變化不會影響測量。電容式傳感器不會表現出渦流傳感器的電反彈現象,并且可以與任何由導電材料制成的旋轉靶一起使用,而不會產生額外的誤差。

            

            渦流傳感器應在實際應用中使用與目標材料相同的材料進行精確校準,并且除非與應用中的電氣跳動誤差相符,否則不得與旋轉的磁性材料目標一起使用。電容傳感器經過校準后,可以與任何導電材料一起使用,而不會出現與材料相關的錯誤,并且它們可以很好地與旋轉目標一起使用。

            

            環境參數:溫度和真空

            

            由于探頭結構的差異以及驅動電子設備的相關差異,電容式和渦流傳感器具有不同的探頭工作溫度范圍和真空兼容性。

            

            電容式和渦流探頭具有不同的工作溫度范圍。渦流探頭由于在惡劣環境下的電阻而具有較大的溫度范圍。使用聚氨酯電纜的標準渦流探頭的工作范圍為-25至125°C。使用特氟龍FEP電纜的高溫探頭的工作范圍是-25至200°C。受冷凝影響的電容式探頭的工作范圍僅為4至50°C。兩種傳感器技術的驅動器電子設備的工作范圍均為4至50°C。

            

            電容式探頭和渦流探頭均可用于真空應用。選擇探頭中的材料以確保結構穩定性并最大程度減少真空下的脫氣。兼容真空的探頭經過額外的清潔過程和特殊包裝,以去除可能威脅精密真空環境的異物。

            

            許多真空應用需要精確的溫度控制。探頭的功耗及其對溫度變化的影響是電容式和渦流檢測技術之間的差異。電容式探頭的電流和功耗非常小。典型的電容式探頭消耗的功率不到40µW,并且真空室幾乎沒有熱量。

            

            渦流探頭的功耗范圍為40µW至1mW。在這些更高的功率下,渦流探頭將為真空室貢獻更多的熱量,并可能干擾高精度的真空環境。渦流探頭的功耗取決于許多因素。單憑探頭的大小無法很好地預測功耗。每個渦流傳感器的功耗必須單獨評估。

            

            電容傳感器或渦流傳感器可以在真空環境下正常工作。在對溫度敏感的真空中,渦流傳感器可能會為應用提供過多的熱量。在這些應用中,電容傳感器將是一個更好的選擇。


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