涡流效应
涡流效应
一、涡流原理
如图1所示，当与闭合线圈铰链的磁通发生变化时，将在闭合线圈上产生感应电动势而形成感应电流。
图1、涡流图解一
如图2所示，绕有线圈的铁芯的截面，可以等效为无数个闭合的环形线圈的组合，当线圈中通过交变电流时，在这些闭合的环形线圈中同样会产生感应电流，这些感应电流就像水中的一个个漩涡一样，因此，人们称其为涡流。
图2、涡流图解二
可见，实际上涡流是电磁感应现象的一种表现形式。涡流在1851年被法国物理学家莱昂.傅科所发现，因此，也称傅科电流。
二、涡流特点
1、图2中的多个闭合线圈中，越靠近外围的线圈，其包含的磁力线越多，根据电磁感应定理，其感应电动势也越大，涡流效果越明显。也就说，导体的截面积越大，涡流效果越显著；
2、电流的频率越高，磁通变化率越大，E=Ndφ/dt，感应电动势也越大，涡流效果越显著；
3、导体的电阻率越小，感应电流越大，涡流效果越显著。
三、涡流抑制
涡流会产生热量，在变压器及电机的铁芯中，这种现象是我们不希望的，因此，需要加以抑制，根据涡流的第一个特点，铁芯采用许多薄的硅钢片叠合而成，涡流的闭合回路大大减小，涡流显著减小。根据涡流的第三个特点，增大铁心材料的电阻率，也可以抑制涡流，常用的铁心材料是硅钢。
根据第二个特点，同一台变压器，电流相同时，频率越高，涡流越显著，涡流损耗也越大。
图3、叠片状硅钢片抑制涡流
四、涡流利用
涡流会造成很多影响，比如趋肤效应和邻近效应:
趋肤效应原理及对电缆载流量的影响＞＞＞
邻近效应原理及对电缆载流量的影响＞＞＞
世间万物，有利必有弊，有弊必有利。
利用导体中涡流的热效应，可以制作各种感应加热设备。如：真空冶炼炉、电磁炉。电磁灶的台面下安装有线圈，当线圈通过高频交流电时，在台面与金属锅底之间产生强大的交变的磁场，交变磁场穿过锅底，在锅底形成强涡流，产生大量的热量。
图4、涡流效应用于制作电磁炉利用导体的涡流效应可以制作金属探测器，金属探测器的通过高频交变电流，在金属物中感应出涡流，涡流又产生磁场，影响原来的磁场，探测器检测到磁场的变化，得知
金属的存在。
电涡流传感器
电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 一、电涡流传感器的基本原理 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。 前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z 的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。 其工作过程是：当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的Q值
涡流现象及其应用
第七节涡流现象及其应用 [学习目标]1.认识什么是涡流，理解涡流的成因及本质．(重点)2.了解涡流加热，涡流制动，涡流探测在生产、生活和科技中的应用．(重点)3.了解在生产、生活中避免或减少涡流的方法．(难点) 一、涡流现象 1．涡流：整块导体内部因发生电磁感应而产生的感应电流． 2．影响涡流大小的因素：导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大． 二、涡流现象的应用与防止 1．涡流的应用 (1)电磁灶：电磁灶是涡流现象在生活中的应用，采用了磁场感应涡流的加热原理． (2)感应加热：在感应炉中，有产生高频电流的大功率电源和产生交变磁场的线圈，其工作原理也是涡流加热． (3)涡流制动：当导体在磁场中运动时，会在导体中激起涡流，涡流与磁场相互作用产生一个动态阻尼力，从而提供制动力矩阻碍导体的运动． (4)涡流探测：通有交变电流的探测线圈，产生交变磁场，当靠近金属物时，在金属物中激起涡流，隐蔽金属物的等效电阻、电感也会反射到探测线圈中，改变通过探测线圈电流的大小和相位，从而探知金属物． 2．涡流的防止 (1)原理：缩小导体的体积，增大材料的电阻率． (2)事例：电机和变压器的铁芯用硅钢片叠压而成． (3)目的：减少电能损失．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)涡流有热效应，但没有磁效应．(×) (2)把金属块放在变化的磁场中可产生涡流．(√) (3)涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流．(×) (4)金属探测器是利用涡流现象．(√) (5)电表线圈用铝框作线圈骨架不是利用涡流现象．(×) 2．如图所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)() A．做等幅振动 B．做阻尼振动 C．振幅不断增大 D．无法判定 B[小球在通电线圈磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用阻碍它的相对运动，做阻尼振动，故振幅越来越小，A、C、D错误，B正确．] 3．下列做法中可能产生涡流的是() A．把金属块放在匀强磁场中 B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动 C．让金属块在匀强磁场中做变速运动 D．把金属块放在变化的磁场中 D[涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C 中穿过金属块的磁通量不变化，所以A、B、C错误，把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确．]
涡流现象
《涡流现象及其应用》教学设计 广州市花都区实验中学物理科陈丽华 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．知道涡流是如何产生的。 2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。 3．知道电磁阻尼和电磁驱动。 （二）过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 ★教学重点 1．涡流的概念及其应用。 2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 ★教学难点 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 ★教学方法 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 ★教学用具： 电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。 ★教学过程 （一）引入新课 教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。 教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。 （二）进行新课 1、涡流 教师：［演示1］涡流生热实验。 在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。 学生：铁板的温度比铁芯高。 教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？ 学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 师生共同活动：分析涡流的产生过程。 分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内， 若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场 激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在
电涡流传感器基本原理
电涡流传感器 原理图 1、什么是电涡流效应？ 电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，且呈闭合回路，类似于水涡流形状，故称之为电涡流也叫做电涡流效应，其实是电磁感应原理的延伸。 注意：电涡流传感器要求被测体必须是导体。 传感器探头里有小型线圈，由控制器控制产生震荡电磁场，当接近被测体时，被测体表面会产生感应电流，而产生反向的电磁场。这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。2、电涡流传感器的工作原理与结构
。 传感器线圈由高频信号激励，使它产生一个高频交变磁场φi，当被测导体靠近线圈时，在磁场作用范围的导体表层，产生了与此磁场相交链的电涡流ie，而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。从能量角度来看，在被测导体内存在着电涡流损耗（当频率较高时，忽略磁损耗）。能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z 降低，因此当被测体与传感器间的距离d改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化，于是把位移量转换成电量。这便是电涡流传感器的基本原理 3、电涡流传感器的实际应用 电涡流传感器测量齿轮转速的应用
4、使用电涡流传感器时的注意事项 对被测体的要求 为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间，如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器，就必须考虑是否会产生交叉干扰，两个探头之间一定要保持规定的距离，被测体表面积应为探头直径3倍以上，当无法满足3倍的要求时，可以适当减小，但这是以牺牲灵敏度为代价的，一般是探头直径等于被测体表面积时，灵敏度降低至70%，所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。
集肤效应及深度计算及涡流的相关知识
定义 集肤效应(skin effect)又叫趋肤效应,表皮效应，当交变电流通过导体时，电流将趋于导体表面流过，这种现象叫集肤效应。电流以较高的频率在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。频率越高，趋肤效用越显著。 原理 因为当导线流过交变电流时，根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反,。由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。 集肤效应是电磁学，涡流学（涡旋电流）的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。 计算公式 我们可以计算交变电流集肤效应的深度：δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ) 其中，w是交流电频率，σ是导体电导率，μ是导体磁通率（相对磁导率）。 16MnC5按低碳合金钢σ为1.4*10-7欧/厘米；μ按500计算，w按目前使用的17kHz计算δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ) =13.68mm，目前齿套最厚处为9mm。 如用公式 则δ=δ=56.4 √（p/u r f）=1.23mm 涡流百度百科 涡流抑制 大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势,形成涡流，引起较大
的涡流损耗。为减少涡流损耗，常将铁心用许多铁磁导体薄片（例如硅钢片）叠成，这些薄片被分开呈梯形状，表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁场穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以，交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。 当然，在生产和生活中，有时也要避免涡流效应。如电机、变压器的铁芯在工作时会产生涡流，增加能耗，并导致变压器发热。要减少涡流，可采用的方法是把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯，增大回路电阻，削弱回路电流，减少发热损失。
涡电流及其典型效应
涡电流及其典型效应 在许多电磁设备中常有大块的金属存在,当这些金属块在某方向上处在变化的磁场中或相对于磁场运动时,则在绕此方向为轴的平面内会有涡旋电场;因而在其内部以此为轴形成涡旋电流,简称为涡流,有时亦称付科电流.由于大块金属的电阻较小,因而涡流往往可达到非常大的强度.对于涡流,有三种典型的效应,下面分别介绍。 5.1热效应 强大的涡流在金属内流动时,会释放出大量的焦耳热.工业上利用这种热效应,将通有大功率高频交变电流的特制线圈绕在冶金坩埚的外缘,从而制成高频感应电炉来冶炼金属.但涡流所产生的热效应在电机、变压器等工程技术中却是非常有害的,因而采用与磁通横向的彼此绝缘的迭压硅钢片作为铁芯,以减少涡流损耗及磁滞损耗。 5.2机械效应——电磁阻尼与电磁驱动 金属与磁铁之间发生相对运动时,金属内部会产生涡流,涡流是由于它们之间发生相对运动而引起的,因而涡流是会阻碍它们之间的相对运动的,这就是涡流的机械效应。 一方面,若将铜片或铝片悬挂在电磁铁的两极之间作为一个摆,当电磁铁的励磁线圈未通电时,铜片或铝片可以自由摆动,需经过较长的时间才能停下来.但当电磁铁的励磁线圈通电之后,由于穿过运动铜片或铝片的磁通量发生变化,铜片或铝片内将产生涡流.根据电磁感应定律,涡流的效果总是要反抗引起感应电流的原因,所以铜片或铝片的摆动就要受到阻力而迅速停止.在许多电磁仪表中,为了在测量时使指针的摆动能够迅速停止下来,采用类似的电磁阻尼装置.因此涡流的电磁阻尼作用实际上是一种阻碍相对运动的作用。 另一方面,若将可以转动的金属圆盘紧靠磁铁的两极而不接触,则当磁铁旋转时,金属圆盘中产生的涡流将阻碍它与磁铁的相对运动,因而使得金属圆盘跟随磁铁旋转
2019年电涡流传感器原理指什么
2019年电涡流传感器原理指什么 篇一：电涡流传感器基本原理 电涡流传感器 原理图 1、什么是电涡流效应？ 电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，且呈闭合回路，类似于水涡流形状，故称之为电涡流也叫做电涡流效应，其实是电磁感应原理的延伸。注意：电涡流传感器要求被测体必须是导体。 传感器探头里有小型线圈，由控制器控制产生震荡电磁场，当接近被测体时，被测体表面会产生感应电流，而产生反向的电磁场。这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。 2、电涡流传感器的工作原理与结构 。
传感器线圈由高频信号激励，使它产生一个高频交变磁场φi，当被测导体靠近线圈时，在磁场作用范围的导体表层，产生了与此磁场相交链的电涡流ie，而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。从能量角度来看，在被测导体内存在着电涡流损耗（当频率较高时，忽略磁损耗）。能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低，因此当被测体与传感器间的距离d改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化，于是把位移量转换成电量。这便是电涡流传感器的基本原理3、电涡流传感器的实际应用 电涡流传感器测量齿轮转速的应用 4、使用电涡流传感器时的注意事项 对被测体的要求 为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间，如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器，就必须考虑是否会产生交叉干扰，两个探头之间一定要保持规定的距离，被测体表面积应为探头直径3倍以上，当无法满足3倍的要求时，可以适当减小，但这是以牺牲灵敏度为代价的，一般是探头直径等于被测体表面积时，灵敏度降低至70%，所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。
电涡流位移传感器的原理
电涡流位移传感器的工作原理： 电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。 在高速旋转机械和往复式运动机 械状态分析，振动研究、分析测 量中，对非接触的高精度振动、 位移信号，能连续准确地采集到 转子振动状态的多种参数。如轴 的径向振动、振幅以及轴向位置。 电涡流传感器以其长期工作可靠 性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈， 在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间
电涡流位移传感器的原理及应用
《检测技术与仪表》课程设计报告 题目：《电涡流位移传感器的原理及应用》学院： 专业： 姓名： 学号：
设计内容摘要： 电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 电涡流位移传感器的工作原理： 电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。 在高速旋转机械和往复式运动机 械状态分析，振动研究、分析测 量中，对非接触的高精度振动、 位移信号，能连续准确地采集到 转子振动状态的多种参数。如轴 的径向振动、振幅以及轴向位置。
电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。 从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。 根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。 前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈， 在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的
涡流热效应演示实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除涡流热效应演示实验报告 篇一：25.涡电流演示 实验二十五涡电流演示 【仪器介绍】 如图25-1所示，由底座、磁铁和三个相同高度 的中空铝管（A、b、c）组成。其中A是管壁完好 的铝管，b是管壁上开有狭缝的铝管，c则为管壁 上具有许多圆孔的铝管。Abc【操作与现象】 让一块磁铁分别从三个一定高度的中空铝管 （A、b、c）顶端落下，其中A是管壁完好的铝管， b是管壁上开有狭缝的铝管，c是管壁上加工出许 多圆孔的铝管。观察并比较在三种情况下磁铁下落 的快慢情况。图25-11.涡电流演示仪图涡电流演示仪实验现象：磁铁在A管中下落得最慢，c管中则稍快些，而在b管中下落速度是最快的。 【原理解析】 当大块导体放在变化着的磁场中或相对于磁场运动时，
在这块导体中也会出现感应电流。由于导体内部处处可以构成回路，任意回路所包围面积的磁通量都在变化，因此，这种电流在导体内自行闭合，形成涡旋状，故称为涡电流。 涡电流的热效应:在金属圆柱体上绕一线圈，当线圈中通入交变电流时，金属圆柱体便处在交变磁场中。我们把铁芯看作由一层一层的圆筒状薄壳所组成，每层薄壳都相当于一个回路。由于穿过每层薄壳横截面的磁通量都在变化着，根据法拉第电磁感应定律，在相应于每层薄壳的这些回路中都将激起感应电动势并形成环形的感应电流，即涡电流。由于金属导体的电阻很小，涡电流很大，金属内将产生大量的热。 涡电流的机械效应： （1）电磁阻尼涡电流还可以起到阻尼作用。利用磁场对金属板的这种阻尼作用，可制成各种电动阻尼器，例如磁电式电表中或电气机车的电磁制动器中的阻尼装置，就是应用涡电流实现其阻尼作用的。 （2）电磁驱动这是对"电磁阻尼作用起着阻碍相对运动"的另一种形式的应用。感应式异步电动机就利用了这一基本原理。 现象解释：当磁铁下落时，铝管管壁的各环形壳层磁通量发生变化，铝管内就会形成涡电流。由于涡电流产生的电磁阻尼会阻碍磁铁和金属之间的相对运动。涡电流越大，这
涡流的利用与防治
涡流的利用与防治 ---季奎明 物理学是一门非常有趣有用自然科学，它研究的内容十分广泛。 我今天讨论的物理主题是涡流，它在我们日常生活中经常碰到。既有好的方面，也有坏的方面。现在让我们认识它一下，从而利用它，消除不利的影响，让它服务人类！首先让我们了解一下它产生的原因。涡流产生的原因： 当线圈中的电流随时间的变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以据麦克斯韦电磁理论可知，闭合导体周围会产生变化的磁场，变化磁场周围也会产生变化的电场,载流子在电场中形成涡流电流。 一、感应加热 涡流热效应：让大块导体处在变化的磁场中，或者相对于磁场运动时，在导体内部也会产生感应电流。这些感应电流在大块导体内的电流流线呈闭合的旋涡状，被称为涡电流或涡流（eddycurrent）。由于大块金属的电阻很小，因此涡流可达到非常大的强度。利用高频率变化的电磁场在大块导体中产生的涡流热，可以用来冶炼金属，俗称高频感应炉。（章家岩，1995.感应加热涡流及工程设计问题的讨论.《工业加热》，06期.） 在感应炉中，有产生高频电流的大功率电源和产生交变磁场的线圈，线圈的中间放置一个耐火材料（例如陶瓷）制成的坩埚，用来放有待熔化的金属。涡流感应加热的应用很广泛，除了高频感应炉冶炼金属，还用高频塑料热压机过塑，以及把涡流热疗系统用于治疗。 感应加热的优点：1、非接触式加热，热源和受热物件可以不直接接触； 2、加热效率高，速度快，可以减少表面氧化现象； 3、容易控制温度，提高加工精度； 4、可实现局部加热； 5、可实现自动化控制； 6、可减少占地、热辐射、噪声和灰尘。 二、电磁炉 电磁炉采用了磁场感应涡流加热原理，它利用交变电流通过线圈产生交变磁场，当磁场内的磁感线传到含铁质锅的底部时，即会产生无数强大的小涡流，使锅本身自行迅速发热，然后再加热锅内的食物。电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦二产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。 三、涡流探测 涡流金属探测器有一个流过一定频率交变电流的探测线圈，该线圈产生的交变磁场在金属物中激起涡流，隐蔽金属物的等效电阻、电感也会反射到探测线圈中，改变通过探测线圈电流的大小和相位，从而探知金属物。涡流金属探测器可用于探测行李包中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜厚度等等。(林
电涡流特性实验
《传感器技术原理与应用》实验报告学院：专业：班级：成绩： 姓名：学号：同组成员： 实验地点：实验日期：指导教师： 实验四电涡流特性实验 一、实验目的 1、研究不同材质对电涡流测位移的影响。 2、研究材料的面积对电涡流测位移的影响。 二、基本原理 涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有误，因此，不同的材料就会有不同的性能。 电涡流传感器在实际应用中，由于被测体的形状，大小不同会导致被测体上涡流效应不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。 三、实验结果记录 根据实验目的的不同，当研究不同材质对电涡流测位移的影响时，将实验分为三种材质，铁、铜、铝。当研究材料的面积对电涡流测位移的影响时，将分为铝和铝快。所以有四组数据。其中，用铁片对电涡流实验位移影响数据为表1，用铜片对电涡流实验位移影响数据为表2，用铝片对电涡流实验位移影响数据为表3，用铝块对电涡流实验位移影响数据为表4。 表1 铁片对电涡流位移影响数据 位移（mm）0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 电压（mv) 0 0 0 0 0 0.54 0.96 1.28 1.57 1.83 2.09 2.33 位移（mm） 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 电压（mv) 2.56 2.78 2.99 3.18 3.36 3.54 3.7 3.84 3.99 4.11 4.24 4.35 位移（mm） 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 电压（mv) 4.46 4.56 4.65 4.73 4.81 4.88 4.95 5.01 5.07 5.12 5.17 5.22 位移（mm）7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6 电压（mv) 5.26 5.29 5.33 5.36 5.39 5.42 5.45 5.47 表2 铜片对电涡流位移影响数据
涡流产生的原因及利弊因数
涡流产生的原因及利弊因数
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涡流产生的原因及利弊因数 通过线圈回路的磁通量发生变化，线圈中就会产生感应电动势，回路中也就产生感应电流（穿过线圈的磁通发生变化而产生的感应电动势）。 如果把一块导体放在变化着的磁场中或相对于磁场运动时，由于导体内部都可构成闭合回路，穿过回路的磁通发生变化，因此在导体中也会产生感应电流，这些电流在导体内自行闭合成旋涡状，故称涡电流，简称涡流。 涡流效应的利弊
如右图（a）所示，由于导体电阻很小，因此涡流一般都很大。由于电流的热效应，涡流会使导体发热，消耗能量，所以涡流有时是有害的。例如通过变压器、电动机和发电机中的交变电流磁场，会使铁心产生涡流，涡流是铁芯发热，这样就造成损耗（俗称铁损）并使设备产生热量，温度升高，绝缘材料容易老化，缩短变压器、电动机和发电机的使用寿命，甚至使他们损坏。 涡流在各种电机、变压器中是有害的，但也有可用之处，例如工厂冶炼合金时常常用的高频感应炉就是利用金属导体块中产生的涡流来熔化金属。 电工测量仪表要求指针的摆动很快停下来，以便迅速读出读数（如电流表、电压表等）。为达到此目的，电流表的线圈要绕在铝框上，当被测电流通过线圈时，线圈带动指针和铝框一起转动，铝框在磁场中转动时产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍她们的摆动，于是指针很快地稳定指到读书位置上，这便是涡流效应的应用——电磁阻尼
作用。电气阻尼作用还常用于电气机车的电磁制动器中。 控制减小涡流效应 为了减少涡流损耗，在电动机、发电机、变压器、交流电磁铁等设备的铁芯材料中，都不使用整块的铁芯，而是采用表面涂有绝缘漆的一片片硅钢片叠压而成。这是因为硅钢中含有2~5%的硅，可提高铁芯的电阻率，此外铁片与铁片之间相互绝缘，使涡流被限制在狭小的薄片之间，回路的电阻很大，涡流便大为减小，从而使涡流存世大大降低。
涡流效应
涡流效应 闭合铁芯（或一大块导体）处于交变磁场中，交变的磁通量使闭合铁芯（或一大块导体）中产生感应电流，形成涡电流。 假如铁芯（或导体）是纯铁（纯金属）的，则由于电阻很小，产生的涡电流很大，电流的热效应可以是铁（或金属）的温度达到很高的，甚至是铁（或金属）的熔点，使铁熔化。 涡流 涡流产生原因： 当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就象水中的旋涡，所以我们把它叫做涡电流。 电磁感应作用在导体内部感生的电流。又称为傅科电流。导体在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况同时出现，都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律，在导体中就产生感应电动势，从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁通的分布而不同，其路径往往有如水中的漩涡，因此称为涡流。导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式，结合具体问题的上述诸因素进行。 电动机，变压器的线圈都绕在铁心上。线圈中流过变化的电流，在铁心中产生的涡流使铁心发热，浪费了能量，还可能损坏电器。因此，我们要想办法减小涡流。途径之一是增大铁心材料的电阻率，常用的铁心材料是硅钢。如果我们仔细观察发电机、电动机、和变压器，就可以看到，它们的铁心都不是整块金属，而是用许多薄的硅钢片叠合而成。为什么这样呢？原来，把块装金属置于随时间变化的磁场中或让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，因此叫做涡电流简称涡流。整块金属的电阻很小，所以涡流常常很强。如变压器的铁心，当交变电流穿过导线，时穿过铁心的磁通量不断随时间变化，它在副边产生感应电动势，同时也在铁心中产生感应电动势，从而产生涡流。这些涡流使铁心大量发热，浪费大量的电能，效率很低。但涡流也是可以利用的，在感应加热装置中，利用涡流可对金属工件进行热处理。 大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势，形成涡流，引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗，交流电机、电器中广泛采用表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物的薄硅钢片叠压制成的铁心，这样涡流被限制在狭窄的薄片之内，磁通穿过薄片的狭窄截面时，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，回路的电阻很大，涡流大为减弱。再由于这种薄片材料的电阻率大（硅钢的涡流损失只有只有普通钢的1/5至1/4），从而使涡流损失大大降低。 另一方面，利用涡流作用可以做成一些感应加热的设备，或用以减少运动部件振荡的阻尼器件等。 电磁感应作用在导体内部感生的电流。又称为傅科电流。导体在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况同时出现，都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律，在导体中就产生感应电动势，从而驱
电涡流传感器的工作原理
ECT -王素红------------------------------------------------------------利用电涡流传感器测量位移 l 电涡流传感器的工作原理 一块金属放置在一个扁平线圈附近，相互并不接触，如图l所示。当线圈中通过以高频正弦交变电流时，线圈周围的空间就产生交变磁场，此交变磁场在邻近金属导体中产生电涡流。而此电涡流也产生交变磁场阻碍外磁场的变化。由于磁场的反作用，使线圈中电流和相位都发生变化。也即引起线圈的等效阻抗发生变化，线圈的电感量也发生变化，因此可用线圈阻抗的变化来反映金属导体的电涡流效应。这就是电涡流传感器的工作原理。 电涡流传感器的最大特点是非接触测量，这是它引起广泛兴趣的主要原因，其优点是灵敏高、结构简单、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响。 涡流传感器提离效应的ANSYS模拟* 任吉林，刁海波，唐继红，俞佳，宋凯 在涡流检测中，提离效应是指应用放置式线圈时，线圈与工件之间的距离变化引起线圈阻抗变化的现象。该提离效应对于涡流检测的不同应用场合，可能是干扰因素需要抑制(如导电材料的探伤或电导率测量)，可能是有用信息需要提取(如金属基体表面膜层厚度测量) 在涡流检测中，当有交流电通过放置式线圈时，会产生一个交变磁场，线圈接近金属试块时，由于交变磁场的作用会在金属试块上感生出涡流，此涡流也产生一个与原来磁场相反的交变磁场，两个交变磁场相互叠加，便决定了探头线圈的阻抗。当金属板电导率，形状，有无缺陷或提离间隙等外界条件发生变化时，涡流及涡流产生的反磁场也将发生变化，从而线圈的阻抗也随之发生变化。通过探头线圈阻抗变化的测量便可以推断试件影响因素的变化(如电导率，缺陷，膜层厚度等)。 提离效应随着磁场强度变化的不同也有所不同，当磁场强度变化大时，线圈阻抗的变化率也会随之增大。提离效应表现的也很明显。 对于非铁磁性金属板，随着提离间隙的增大，线圈阻抗增大，反映到电阻和电抗上分 别为：电阻随着提离的增大而减小，电抗随着提离的增大而增大。对于不同电导率的金属，阻抗随提离变化的反映也有所不同，在相同提离变化下，随着金属板电导率的增加，金属板上感生出的涡流变大，涡流产生的反磁场也变大，对阻抗的最终影响是使得阻抗的变化量增大。无论金属板电导率怎么变化，提离的最终结果都是使阻抗值趋于线圈的空载值。对于空芯和带有磁芯的线圈来说，在相同的外界条件和施加载荷下，阻抗变化规律一致，只是阻抗的变化量有所不同。通过实际实验的数据可以看出，实验中测量得到的电阻和电抗的值与ANSYS理论分析值相吻合，检测线圈阻抗的变化规律也与ANSYS理论分析规律相符。利用ANSYS分析软件模拟涡流检测中的提离效应问题是方便可行的，且仿真得出的数据准确可信，为涡流检测的应用提供了有意义 新型电涡流测厚测量在胶片厚度系统中的应用 陈才旷，李文庆 由于各种测量方式本身的原理以及生产过程中的设备和环境的实际情况，使其又具有各自的优缺点，在各自的使用方面有着不同的局限性。其中： (1)射线测量方式：具有精度较高，可对单位重量直接进行测量等特点，所以，国外也称该测量方式为基重测量，但该测量方式最大的问题是安全与环保问题，随着人们环保意识的提高，对于采用射线方式已经逐渐退出历史舞台，特别是老设备上该测量方式的退役、更换，对射源的处理、安全防护要求更高。 (2)激光测量方式：激光测量采用的是CCD激光位移传感器，对被测物位置进行测量，该测量方式精度高、速度快，但对现场使用条件要求高，特别是焦烟、温度的影响，以及测量要
浅谈涡电流及其应用
浅谈涡电流及其应用 （云南保山保山学院理工学院678000） 摘要：涡电流的形成是一种电磁感应现象，当导体处在变化的磁场中时，导体中就会有涡电流产生，涡电流在日常生活中普遍存在并得到广泛应用，对涡电流的形成原因及其效应进行探讨。 关键词：涡流热效应阻尼效应 在一些电器设备中，常常有大块的金属存在，如变压器和电动机中的铁芯。当这些金属块对磁场做相对运动或者处在变化的磁场中时，就会产生感应电流，我们把金属块看作由一层一层的金属薄壳组成，每一薄层相当于一个回路，于是每一薄层回路中都将形成环形的 感应电流。如图1所示，当从铁芯的上端俯瞰铁芯中的感 应电流时，感应电流的电流线呈闭合的涡旋状，因而形象 的把这种感应电流称为涡电流，简称涡流。 现在简单探讨涡流的形成原因：法拉第电磁感应定律 表明，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，导体回 路中就会产生感应电动势。在上图中，铁芯外绕有线圈， 当给线圈通入正弦交变电流时，线圈周围就产生了交变磁 场；此时铁芯处于变化的磁场中，导体内回路中的磁通量 发生变化因而产生了感应电动势，从而在导体闭合回路中 产生感应电流，这个电流就是涡电流。当导体在磁场中做 相对运动或者导体静止但是处在随时间变化的磁场中，或者以上两种情况同时出现时，按照法拉第电磁感应定律定律，导体回路中就会产生感应电流。进一步理解可以认为，当导体对磁场做相对运动或者处在变化的磁场中时，导体中的自由电子将受到洛伦兹力或感生电场力的 作用，这两种力在导体内部引起感应电动势，在导体回路中就 形成涡流。 由于大多数金属的电阻率很小，因此不大的感应电动势往 往可以再整块金属内部激起强大的涡流。涡流与普通电流一样 流经金属回路时一样要放出焦耳热，这就是涡流的热效应。涡 流的热效应在生产生活中有广泛应用。 利用涡流的热效应进行加热的方法称为感应加热，工业上
电涡流和霍尔效应实验
实验四、涡流、霍尔与光电传感器应用 I 电涡流传感器位移实验 一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 二、基本原理：通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，并呈旋涡状，故称为涡流。涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离ｘ等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而改变激磁线线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。电涡流工作在非接触状态(线圈与金属体表面不接触)，当线圈与金属体表面的距离ｘ以外的所有参数一定时可以进行位移测量。 三、需用器件与单元：主机箱、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体(铁圆片)。 四、实验步骤： 1、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。根据图19安装测微头、被测 体、电涡流传感器并接线。 图19 电涡流传感器安装、按线示意图 2、调节测微头使被测体与传感器端部接触，将电压表显示选择开关切换到20V档，检查接线无误后开启主机箱电源开关，记下电压表读数，然后每隔0.1mm 读一个数，直到输出几乎不变为止。将数据列入表19。 表19电涡流传感器位移X与输出电压数据
3、根据表19数据，画出V－X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点(即曲线线性段的中点)，试计算测量范围为1mm与3 mm时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。实验完毕，关闭电源。 五、思考题：（任选两题） 1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器？ 2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程选用不同的传感器。 3、为什么电涡流式传感器被归类为电感式传感器？它属于自感式，还是互感式？它常有哪些方面的应用？ II 霍尔测速实验 一、实验目的：了解霍尔转速传感器的应用。 二、基本原理：利用霍尔效应表达式：U H＝K H IB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N次。每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。 三、需用器件与单元：主机箱、霍尔转速传感器、转动源。 四、实验步骤： 1、根据图16将霍尔转速传感器安装于霍尔架上，传感器的端面对准转盘上的磁钢并调节升降杆使传感器端面与磁钢之间的间隙大约为2～3ｍｍ。
涡流效应
涡流效应 一、涡流原理 如图1所示，当与闭合线圈铰链的磁通发生变化时，将在闭合线圈上产生感应电动势而形成感应电流。 图1、涡流图解一 如图2所示，绕有线圈的铁芯的截面，可以等效为无数个闭合的环形线圈的组合，当线圈中通过交变电流时，在这些闭合的环形线圈中同样会产生感应电流，这些感应电流就像水中的一个个漩涡一样，因此，人们称其为涡流。
图2、涡流图解二 可见，实际上涡流是电磁感应现象的一种表现形式。涡流在1851年被法国物理学家莱昂.傅科所发现，因此，也称傅科电流。 二、涡流特点 1、图2中的多个闭合线圈中，越靠近外围的线圈，其包含的磁力线越多，根据电磁感应定理，其感应电动势也越大，涡流效果越明显。也就说，导体的截面积越大，涡流效果越显著； 2、电流的频率越高，磁通变化率越大，E=Ndφ/dt，感应电动势也越大，涡流效果越显著； 3、导体的电阻率越小，感应电流越大，涡流效果越显著。 三、涡流抑制
涡流会产生热量，在变压器及电机的铁芯中，这种现象是我们不希望的，因此，需要加以抑制，根据涡流的第一个特点，铁芯采用许多薄的硅钢片叠合而成，涡流的闭合回路大大减小，涡流显著减小。根据涡流的第三个特点，增大铁心材料的电阻率，也可以抑制涡流，常用的铁心材料是硅钢。 根据第二个特点，同一台变压器，电流相同时，频率越高，涡流越显著，涡流损耗也越大。 图3、叠片状硅钢片抑制涡流 四、涡流利用 涡流会造成很多影响，比如趋肤效应和邻近效应: 趋肤效应原理及对电缆载流量的影响＞＞＞ 邻近效应原理及对电缆载流量的影响＞＞＞
世间万物，有利必有弊，有弊必有利。 利用导体中涡流的热效应，可以制作各种感应加热设备。如：真空冶炼炉、电磁炉。电磁灶的台面下安装有线圈，当线圈通过高频交流电时，在台面与金属锅底之间产生强大的交变的磁场，交变磁场穿过锅底，在锅底形成强涡流，产生大量的热量。 图4、涡流效应用于制作电磁炉利用导体的涡流效应可以制作金属探测器，金属探测器的通过高频交变电流，在金属物中感应出涡流，涡流又产生磁场，影响原来的磁场，探测器检测到磁场的变化，得知 金属的存在。
第四章电涡流传感器
教师授课方案（首页） 教案附页
【复习提问】 上节课知识点： 因上节课做过阶段性复习 第四章电涡流式传感器 第一节电涡流传感器的工作原理 【本节内容设计】 通过课件与教师讲授电涡流效应及肌肤效应，掌握电涡流传感器的工作原理、并举例电磁炉的工作加以巩固。 【授课内容】 一、电涡流效应以及集肤效应 金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有感应电流产生。电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流，这种现象称为电涡流效应。 当高频（100kHz左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠近金属导体附近的电感线圈L1时，将产生高频磁场H1。如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测导体就产生电涡流i2。i2在金属导体的纵深方向并不是均匀分布的，而只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应（也称趋肤效应）。 二、结论：如果控制上式中的f、 、σ、r不变，电涡流线圈的阻抗Z 就成为间距x的单值函数，这样就成为非接触位移传感器。 如果控制x、i1、f不变，就可以用来检测与表面电导率σ有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者用来检测与材料磁导率μ有关的材料型号、表面硬度等参数。 高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅内的食物。
第二节传感器的结构及特性 【本节内容设计】 通过课件与教师简介电涡流传感器的探头及特性 【授课内容】 一、电涡流探头结构 电涡流传感器的传感元件是一只线圈，俗称为电涡流探头。激励源频率较高（数十千赫至数兆赫）。 1－电涡流线圈2－探头壳体3－壳体上的位置调节螺纹4－印制电路板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 二、特性 探头的直径越大，测量范围就越大，但分辨力就越差，灵敏度也降低。举例：大直径电涡流探雷器定性测量。探头的直径越大，测量范围也越大，分辨力越差，灵敏度越低。 三、被测体材料、形状、大小对灵敏度的影响 1、被测体为圆盘状物体的平面时，物体的直径大于线圈直径的2倍以上，否则将使灵敏度降低；被测体为轴状圆柱体的圆弧表面时，它的直径应大于线圈直径的4倍以上。 2、被测物体厚度为0.2mm 3、测量时，尽量避开其它导体，以免干扰磁场，引起线圈的附加损失。 第三节传感器的测量转换电路 【本节内容设计】 通过课件与教师讲授电涡流传感器的测量转换电路重点使学生掌握（AM、FM）两种转换电路。应用、以及电涡式接近开关，重点使学生掌握测量转换电路、电涡流式接近开关的接线。 【授课内容】 一、调幅式转换电路（AM） 1、谐振时： 石英振荡器产生稳频稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz）用于激励