热工测量仪表PPT第10章机械量检测仪表.ppt

文档介绍：第十章机械量检测及仪表
机械量检测仪表是用来对尺寸、位移、力、重量、转矩、速度和振动等参数进行测量的仪表。检测机械量的传感器大多数是把这些参数变换成电量,再用电测仪表进行测量。
主要内容:
位移测量
振动测量
转速测量
位移测量
目前火电厂中测量位移常使用的传感器有电涡流式传感器和线性变化差动变压器式传感器。
电涡流式传感器
电涡流传感器由探头、延伸电缆、前置器
三部分组成
电涡流探头内部结构
1—电涡流线圈 2—探头壳体 3—壳体上的位置调节螺纹 4—印制线路板 5—夹持螺母 6—电源指示灯 7—阈值指示灯 8—输出屏蔽电缆线 9—电缆插头
电涡流探头外形
电涡流式传感器
电涡流式传感器是在涡流效应的基础上建立起来的。
当导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时,导体内引起感应电流,此电流在导体内闭合,称为涡流。
穿透深度
式中, ρ——导体电阻率(Ω·cm);
r——导体相对磁导率;
ƒ ——交变磁场频率(Hz)。
高频反射式
线圈置于金属导体附近:
线圈中通以高频信号 i1
正弦交变磁场 H1
金属导体内就会产生涡流
涡流产生电磁场
反作用于线圈,改变了电感
电感变化程度取于线圈L的外形尺寸,线圈L至金属板之间的距离,金属板材料的电阻率和磁导率以及的频率等。
等效电路
电感LE表示金属板对涡流呈现的电感效应
电阻RE表示在金属板上的涡流损耗
互感系数M表示LE与原线圈L之间的相互作用
R为原线圈L的损耗电阻
C为线圈与装置的分布电容
考虑到涡流的反射作用,L两端的阻抗ZL可用下式表示
式中,ω——信号源的角频率;
K——耦合系数,
K2=M2/(L·LE)。
由于R<<ωLB则式()可以简化为
ZL的虚部与金属板的电阻率无关,而仅与耦合系数K有关,即仅与线圈至金属板之间的距离有关
在实际条件下,即K<1,并有R<<ωLB
可以认为式()在特定条件下
(测量信号频率较高,金属板电阻率较小且变化范围不大)
存在着以下的关系