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三招教你如何选择电涡流位移传感器

电涡流位移传感器以其广泛的环境适应性,超高的检测频率和精度,被广泛应用于机械加工,汽车,精密仪器,焊接机械以及科研教学等领域。

电涡流测量原理是一种非接触式测量原理。这种类型的传感器特别适合测量快速的位移变化,且无需在被测物体上施加外力。而非接触测量对于被测表面不允许接触的情况,或者需要传感器有超长寿命的应用领用意义重大。

严格来讲,电涡流测量原理应该属于一种电感式测量原理。电涡流效应源自振荡电路的能量。而电涡流需要在可导电的材料内才可以形成。给传感器探头内线圈提供一个交变电流,可以在传感器线圈周围形成一个磁场。如果将一个导体放入这个磁场,根据法拉第电磁感应定律,导体内会激发出电涡流。根据楞兹定律,电涡流的磁场方向与线圈磁场正好相反,而这将改变探头内线圈的阻抗值。而这个阻抗值的变化与线圈到被测物体之间的距离直接相关。传感器探头连接到控制器后,控制器可以从传感器探头内获得电压值的变化量,并以此为依据,计算出对应的距离值。电涡流测量原理可以运用于所有导电材料。由于电涡流可以穿透绝缘体,即使表面覆盖有绝缘体的金属材料,也可以作为电涡流传感器的被测物体。独特的圈式绕组设计在实现传感器外形极致紧凑的同时,可以满足其运转于高温测量环境的要求。

那么如何选择合适的电涡流位移传感器呢?我们建议大家注意一下三点:

1) 注意被测物材料。通常电涡流位移传感器仅能用于测量金属类被测物。对于非金属的被测物,从一开始就不要考虑使用电涡流传感器了。金属被测物中,又可以分为铁磁性和非铁磁性被测材料。目前上的主流电涡流位移传感器品牌,如德国米铱和美国kaman,都会要求客户在选用电涡流位移传感器时,预先告知被测物材料。如果属于特殊材料,如某种不锈钢,其磁特性可能介于铁磁性和非铁磁性材料之间,就需要预先对传感器进行一对一出厂校准。对于没有在出厂时与被测材料进行一对一校准的电涡流传感器系统,如果希望达到很高精度,也可以要求厂家在现场做校准,但是通常达不到出厂校准的精度水平。

2) 参数选择。很多厂家都提供多个级别的电涡流位移传感器供客户选择。常用于选择电涡流传感器的指标包括传感器的精度,该参数也有其他称呼,如线性度、绝对误差等。指的是传感器的测量值偏离理论真实值的偏差程度。这个参数直接反应测得准不准。第二个就是分辨率,这个参数指传感器做出示数变化所需要的最小位移变化量,通常分辨率参数值要小于精度。第三个是测量速度,以德国米铱eddyNCDT3300为例,其测量速度可以达到100kHz, 测量速度直接决定测量是否可以跟得上被测物的变化速度,能否完整反应位移变化的全过程。对测量速度要求高的场合常见于振动测量。当然除此以外,还有很多参数可以决定传感器的性能,包括能够承受的压力和温度指标,能够承受的振动和冲击指标等等。为什么要选择合适的指标呢?因为越高的参数一定意味着制造工艺的复杂和难度提升,也必然价格昂贵。所以各位制定测量要求时,一定不要凭空想象,提一个超高的测量要求。我见过有的传感器使用单位,动辄要几个微米,甚至纳米级别的测量精度,测量速度还超高,问其真的有必要提这么高的要求吗?回答却往往是不必要,或者要求高余量大。但是大家要记住,没有无代价的指标提升,每一个高指标背后都是真金白银的付出。

3) 品牌的选择。在诸多测量原理的位移传感器中,电涡流位移传感器市场最为混乱,品牌最为参差不齐。甚至有商家明明只是代理国外某个品牌,却声称自己是原厂生产,等出了问题以后,由于前期技术方案已经定型,就只能硬着头皮采用,而这样又往往会带来后续更大的问题。辨别一个品牌是否为原厂产品,除了常见的原厂证明外(这个也可以假冒),最直接就是看其中文网址,国外品牌通常会把自己品牌名称作为网址,如果你看到某个牌子的网址是中文加英文的混合体,就不太可能是正规厂家了。另外正规进口品牌的中文网址,一定可以在其国外母公司网页中找到,找不到的一定不是子公司。品牌的选择特别关键,因为理论上讲,电涡流位移传感器结构并不复杂,的小厂也能做出来,但是精度和重复性与大牌子比较起来,就有天壤之别了。除此以外,使用寿命,温度漂移等,也会大大影响客户的使用效果。我见过有的使用厂家,为了几百块差价,从进口品牌换成国内品牌,结果过去3年都不会坏一个的传感器,一年内坏了4次,算下来更贵不算,还大大影响了使用环节,生产线停一次,可不是几百块的成本节省可以补偿的。

以上是一些选择电涡流位移传感器的办法,希望对大家在众多品牌中能够选择出合适的产品,既省钱又能达到测量要求。