论文部分内容阅读
本文从分析电涡流位移检测技术入手,将设计的常温电涡流位移传感器进行了一系列的在硬件与信号处理方法上的改进,最终得到了能够工作在常温至500℃高温环境内的高温电涡流位移传感器。首先,介绍了课题的相关背景以及电涡流检测技术在国内外发展的现状,对抑制温漂的方法进行了汇总。此外,对于电感式位移传感器与电容式位移传感器进行了简单的总结。第二,针对探头线圈与被测材料间的电磁耦合系统,建立一个能够定量计算探头线圈输出阻抗的变压器模型。利用该计算模型,能够方便的得到在给定参数下的探头线圈输出阻抗值以及分析各个变量对于输出阻抗的影响。第三,分析并设计一款能够工作在常温环境中的电涡流位移传感器。采用恒频调幅电路作为信号处理电路的基本结构。通过在静态校准平台上测量其输出特性,优化传感器参数,最终达到比较理想的测量范围、灵敏度与线性度。第四,对将电涡流检测技术应用至高温环境中可能出现的问题以及需要做出的改进进行了分析并提出了初步的方案,为下面的具体设计工作做了准备。分析了依靠探头线圈的二维输出阻抗准确分离出位移与温度信息的可能性,为基于输出阻抗分析的电涡流检测技术应用于高温环境下的可行性提供了理论依据。第五,设计一款能够工作于常温至500℃高温环境中的电涡流位移传感器。通过对探头材料进行改进以及增加温度补偿环节,使得传感器能够适应高温环境并且抑制输出温漂。在温控高温环境下,对传感器的输出特性进行测量,验证了温度补偿方法的有效性。最后,简单介绍了基于交直流耦合的温漂抑制方案,并对该方法的优劣进行了说明。