1,第三章 電感式傳感器,電感式傳感器,壓磁式傳感器,2,定義：是一種利用線圈自感和互感的變化實現非 電量電測的裝置。 感測量：位移、振動、壓力、應變、流量、比重 等。 種類：根據轉換原理，分自感式、互感式、電渦 流式三種； 根據結構型式，分氣隙型、面積型和螺管 型。,3,優點： 結構簡單、可靠，測量力小 分辨力高 機械位移0.1m，甚至更小；角位移0.1角秒。 輸出信號強，電壓靈敏度可達數百mv/mm 。 重復性好，線性度優良 在幾十m到數百mm的位移范圍內，輸出特性的線性度較好，且比較穩定。 能實現遠距離傳輸、記錄、顯示和控制。 不足：存在交流零位信號，不宜高頻動態測量。,4,3.1 自感式傳感器,3.1.1 自感式傳感器的工作原理,總磁阻,線圈匝數,兩式聯立得:,圖3-1 電感式傳感器,i 為線圈中所通交流電的有效值。,5,空氣導磁率,而,其中,如果a保持不變，則l為的單值函數，構成變氣隙式自感傳感器,若保持不變，使a隨被測量（如位移）變化，則構成變截面式自感傳感器，,6,圖3-1 電感式傳感器,7,8,圖3-2 變截面式傳感器,9,圖3-3 電感傳感器特性,10,銜鐵下移,3.1.2 變氣隙式自感傳感器的輸出特性,11,忽略高次項：,12,銜鐵上移,忽略高次項：,13,3.1.3 差動式自感傳感器,在實際使用中，常采用兩個相同的傳感線圈共用一個銜鐵，構成差動式自感傳感器，兩個線圈的電氣參數和幾何尺寸要求完全相同。這種結構除了可以改善線性、提高靈敏度外，對溫度變化、電源頻率變化等的影響也可以進行補償，從而減少了外界影響造成的誤差。,14,差動氣隙式電感傳感器由兩個相同的電感線圈、和磁路組成, 測量時, 銜鐵通過導桿與被測位移量相連, 當被測體上下移動時, 導桿帶動銜鐵也以相同的位移上下移動, 使兩個磁回路中磁阻發生大小相等, 方向相反的變化, 導致一個線圈的電感量增加, 另一個線圈的電感量減小, 形成差動形式。,15,圖3-4是變氣隙型、變面積型及螺管型三種類型的差動式自感傳感器的結構示意圖。當銜鐵3移動時，一個線圈的電感量增加，另一個線圈的電感量減少，形成差動形式。,圖3-4 差動式自感傳感器 1-線圈 2-鐵芯 3-銜鐵 4-導桿,（a） 變氣隙型,（b） 變面積型,（c） 螺管型,16,變氣隙型差動式自感傳感器,銜鐵下移：,17,忽略高次項：,提高一倍,上式中不存在偶次項，顯然差動式自感傳感器的非線性誤差在工作范圍內要比單個自感傳感器的小得多。,18,差動式與單線圈電感式傳感器相比，具有下列優點： 線性好； 靈敏度提高一倍，即銜鐵位移相同時，輸出信號大一倍； 溫度變化、電源波動、外界干擾等對傳感器精度的影響，由于能互相抵消而減小； 電磁吸力對測力變化的影響也由于能相互抵消而減小。,19,三種類型比較： 氣隙型自感傳感器靈敏度高，它的主要缺點是非線性嚴重，為了限制線性誤差，示值范圍只能較小；它的自由行程小，因為銜鐵在運動方向上受鐵心限制，制造裝配困難。 截面型自感傳感器靈敏度較低，截面型的優點是具有較好的線性，因而測量范圍可取大些。 螺管型自感傳感器的靈敏度比截面型的更低，但示值范圍大，線性也較好，得到廣泛應用。,20,螺管式自感傳感器,它由平均半徑為r的螺管線圈、銜鐵和磁性套筒等組成。隨著銜鐵插入深度的不同引起線圈泄漏路徑中磁阻變化，從而使線圈的電感發生變化。,21,螺管式自感傳感器,特點：測量范圍大，數百毫米，靈敏度低，大量程直線位移。,差動螺管式自感傳感器,測量范圍 1 200mm 線性度 0.1% 1% 分辨率 0.01um,22,3.1.4 自感式傳感器的等效電路,實際傳感器中，線圈不可能是純電感，它包括線圈的銅損電阻rc ；鐵芯的渦流損耗電阻re ；由于線圈和測量設備電纜的接入，存在線圈固有電容和電纜的分布電容，用集中參數c表示。,圖3-6 等效電路,23,3.1.5 自感式傳感器的測量電路,1. 電阻平衡臂交流電橋,圖3-7 交流電橋,差動的兩個傳感器線圈接成電橋的兩個工作臂（z1、z2為兩個差動傳感器線圈的復阻抗），另兩個橋臂用平衡電阻r1、r2代替。,設初始時 z1= z2= z = rs+jl；r1 = r2 = r； l1= l2= l0 。,24,對差動變氣隙式自感傳感器：,可見，電橋輸出電壓與有關，相位與銜鐵移動方向有關。由于是交流信號，還要經過適當電路（如相敏檢波電路）處理才能判別銜鐵位移的大小及方向。,25,75,50,25,0,50,75,100,l/mh,l/mm,100,25,ld,4,3,2,1,1,2,3,4,- l, l,1、2為兩線圈的電感特性，3為兩線圈差接時的電感特性，圖線4為差接后電橋輸出電壓與位移間的特性曲線。說明：電橋輸出電壓的大小與銜鐵的位移量有關，相位與銜鐵的移動方向有關。若設銜鐵向上移動為負，則u0為負；銜鐵向下移動為正，則u0為正，相位差180。,26,2、變壓器式交流電橋,27,圖3-8 變壓器交流電橋,電橋a點的電位為：,c點為正,d點為正,b點電位為,電橋兩臂z1、z2為傳感器線圈阻抗,28,初始位置,銜鐵下移,或,29,銜鐵上移,若線圈的q值很高，損耗電阻可忽略，則,由（3-18）式可知，當銜鐵向上、向下移動相同的距離時，產生的輸出電壓大小相等，但極性相反。由于是交流信號，要判斷銜鐵位移的大小及方向同樣需要經過相敏檢波電路的處理。,30,與電阻平衡臂電橋相比，具有元件少，輸出阻抗小，橋路開路時電路呈線性的優點，但因為變壓器副邊不接地，易引起來自原邊的靜電感應電壓，使高增益放大器不能工作。,31,3. 緊耦合電感臂交流電橋,圖3-9 緊耦合電感臂電橋,緊耦合電感臂交流電橋以差動電感傳感器的兩個線圈作電橋工作臂，而緊耦合的兩個電感作為固定臂組成電橋電路。采用這種測量電路可以消除與電感臂并聯的分布電容對輸出信號的影響，使電橋平衡穩定，另外簡化了接地和屏蔽的問題。,32,3.2.1 互感式傳感器的結構與工作原理 分氣隙型和螺管型兩種。目前多采用螺管型差動變壓器。,3.2 互感式傳感器-差動變壓器,1 初級線圈;2.3次級線圈;4銜鐵,33,(e)、(f) 變面積式差動變壓器,(a)、(b) 變隙式差動變壓器,(c)、(d) 螺線管式差動變壓器,34,工作原理類似于變壓器。主要包括有銜鐵、初級繞組、次級繞組和線圈框架等。初、次級繞組的耦合能隨銜鐵的移動而變化，即繞組間的互感隨被測位移的改變而變化。,初級線圈作為差動變壓器激勵用，相當于變壓器的原邊，而次級線圈由結構尺寸和參數相同的兩個線圈反相串接而成，且以差動方式輸出，相當于變壓器(區別)的副邊。所以又把這種傳感器稱為差動變壓器式電感傳感器，通常簡稱為差動變壓器。,35,螺管型差動變壓器根據初、次級排列不同有二節式、三節式、四節式和五節式等形式。,圖3-10 差動變壓器線圈各種排列形式 1 初級線圈；2 次級線圈；3 銜鐵,(a) 二節式 (b) 三節式 (c) 四節式 (d) 五節式,三節式的零點電位較小，二節式比三節式靈敏度高、線性范圍大，四節式和五節式改善了傳感器線性度。,36,差動變壓器的等效電路,差動變壓器工作在理想情況下（忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響）時的等效電路：,m1、m2初級繞組與兩個次級繞組間的互感； lp、rp初級繞組的電感和有效電阻； ls1、ls2兩個次級繞組的電感； rs1、rs2兩個次級繞組的有效電阻；,37,當銜鐵移向次級繞組ls1一邊，互感m1增大，m2減小，因而次級繞組ls1內的感應電動勢大于次級繞組ls2內的感應電動勢，這時差動變壓器輸出電動勢不為零。在傳感器的量程內，銜鐵位移越大，差動輸出電動勢就越大。 當銜鐵移向次級繞組ls2一邊，差動輸出電動勢仍不為零，但由于移動方向改變，所以輸出電動勢反相。 因此通過差動變壓器輸出電動勢的大小和相位可以知道銜鐵位移量的大小和方向。,38,當次級開路時，初級繞組的交流電流為：,次級繞組的感應電動勢為：,由于次級繞組反向串接，故差動變壓器輸出電壓為,39,其有效值為, 鐵芯處于中間位置時，m1 = m2 = m，u0 = 0 鐵芯上升時，m1= m +m，m2= m -m, 鐵芯下降時，m1 = m -m，m2 = m +m,與u1同極性,與u2同極性,40,e21,e22,差動變壓器輸出電勢與銜鐵位移x的關系。其中x表示銜鐵偏離中心位置的距離。,圖3-12 差動變壓器輸出特性,41,1、激勵電壓幅值與頻率的影響 激勵電源電壓幅值的波動，會使線圈激勵磁場的磁通發生變化，直接影響輸出電勢。而頻率的波動，影響傳感器原邊阻抗，也影響輸出。,3.2.2 差動變壓器的輸出特性,42,2、溫度變化的影響 周圍環境溫度的變化，引起線圈及導磁體磁導率的變化，從而使線圈磁場發生變化產生溫度漂移。當線圈品質因數較低時，影響更為嚴重，因此，采用恒流源激勵比恒壓源激勵有利。適當提高線圈品質因數并采用差動電橋可以減少溫度的影響。,43,3、零點殘余電壓 當差動變壓器的銜鐵處于中間位置時，理想條件下其輸出電壓為零。但實際上，當使用橋式電路時，在零點仍有一個微小的電壓值(從零點幾mv到數十mv)存在，稱為零點殘余電壓。如圖是擴大了的零點殘余電壓的輸出特性。零點殘余電壓的存在造成零點附近的不靈敏區；零點殘余電壓輸入放大器內會使放大器末級趨向飽和，影響電路正常工作等。,44,1 基波正交分量,(a)殘余電壓的波形,(b)波形分析,ui,uz,圖中i為差動變壓器初級的激勵電壓，uz包含基波同相成分、基波正交成分，二次及三次諧波和幅值較小的電磁干擾等。,2 基波同相分量,3 二次諧波,4 三次諧波,5 電磁干擾,45,零點殘余電壓產生原因： 基波分量 由于差動變壓器兩個次級繞組不可能完全一致，因此它的等效電路參數（互感m、自感l及損耗電阻r）不可能相同，從而使兩個次級繞組的感應電動勢數值不等。又因初級線圈中銅損電阻及導磁材料的鐵損和材質的不均勻，線圈匝間電容的存在等因素，使激勵電流與所產生的磁通相位不同。,46,高次諧波 高次諧波分量主要由導磁材料磁化曲線的非線性引起。由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使得激勵電流與磁通波形不一致產生了非正弦(主要是三次諧波)磁通，從而在次級繞組感應出非正弦電勢。另外，激勵電流波形失真，因其內含高次諧波分量，這樣也將導致零點殘余電壓中有高次諧波成分。,47,1從設計和工藝上保證結構對稱性 為保證線圈和磁路的對稱性，首先，要求提高加工精度，線圈選配成對，采用磁路可調節結構。其次，應選高磁導率、低矯頑力、低剩磁感應的導磁材料。并應經過熱處理，消除殘余應力，以提高磁性能的均勻性和穩定性。由高次諧波產生的因素可知，磁路工作點應選在磁化曲線的線性段。,消除零點殘余電壓方法：,48,采用相敏檢波電路不僅可鑒別銜鐵移動方向，而且把銜鐵在中間位置時，因高次諧波引起的零點殘余電壓消除掉。如圖，采用相敏檢波后銜鐵反行程時的特性曲線由1變到2，從而消除了零點殘余電壓。,相敏檢波后的輸出特性,2選用合適的測量線路,49,3采用補償線路,在差動變壓器次級繞組側串、并聯適當數值的電阻、電容元件，當調整這些元件時，可使零點殘存電壓減小。,在次級繞組側并聯電容。由于兩個次級線圈感應電壓相位不同，并聯電容可改變繞組的相位，并聯電阻r是為了利用r的分流作用，使流入傳感器線圈的電流發生變化，從而改變磁化曲線的工作點，減小高次諧波所產生的殘余電壓。,50,串聯電阻r可以調整次級線圈的電阻分量。,51,在次級繞組側并聯電位器w用于電氣調零，改變兩個次級線圈輸出電壓的相位。電容c可防止調整電位器時使零點移動。,接入補償線圈l以避免負載不是純電阻而引起較大的零點殘存電壓。,52,3.2.3 差動變壓器的測量電路,1. 差動整流電路,圖3-14 全波差動整流電路,無論次級線圈的輸出瞬時電壓極性如何，整流電路的輸出電壓u0始終等于r1、r2兩個電阻上的電壓差。,53,根據半導體二級管單向導通原理。 若傳感器的一個次級線圈的輸出瞬時電壓極性在e點為“”，f點為“”，則電流路徑是eacdbf。反之，如e點為“”，f點為“”，則電流路徑是fbcdae。可見，無論次級線圈的輸出瞬時電壓極性如何，通過電阻r1上的電流總是從c到d 。同理，分析另一個次級線圈的輸出情況可知：通過電阻r2上的電流總是從g到h 。 輸出電壓u0始終等于r1、r2兩個電阻上的電壓差。,54,鐵芯在零位以上,鐵芯在零位,鐵芯在零位以下,圖3-14 全波差動整流電路,結論： 鐵芯在零位以上或零位以下時，輸出電壓的極性相反，零點殘存電壓自動抵消。,55,容易做到輸出平衡，便于阻抗匹配。圖中比較電壓和同頻，經過移相器使和保持同相或反相，且滿足 。,2 二級管相敏檢波電路,56,當銜鐵在中間位置時，位移x（t）= 0，傳感器輸出電壓=0,只有起作用。,57,正半周時,因為是從中心抽頭，所以u1= u ，故i= i。流經rl的電流為 i= i4-i =,58,負半周時,同理可知 i= i，所以流經rl的電流為 i= i i =,59,正半周時,故i i，流經rl的電流為 i= i4 - i ,當銜鐵在零位以上時，位移x（t） 0，與同頻同相。,60,d2,負半周時,故i i，流經rl的電流為 i= i i ,i1,u1,u2,+,r,-,rl,r,d3,d1,d4,r,r,t1,t2,i2,-,+,e1,e2,+,-,+,-,61,正半周負半周,故i i。流經rl的電流為 i= i4-i ,當銜鐵在零位以下時，位移x（t） 0，與同頻反相。,62,同理:在負半周正半周時：,i i。流經rl的電流為 i= i i 表示i0的方向也與規定的正方向相反。,63,結論： 銜鐵在中間位置時，無論參考電壓是正半周還是負半周，在負載rl上的輸出電壓始終為0 銜鐵在零位以上移動時，無論參考電壓是正半周還是負半周，在負載rl上得到的輸出電壓始終為正。 銜鐵在零位以下移動時，無論參考電壓是正半周還是負半周，在負載rl上得到的輸出電壓始終為負。 由此可見，該電路能判別鐵芯移動的方向。,64,二級管相敏檢波在u1、u2同相位時的波形,65,圖3-17 相敏檢波前后的輸出特性曲線,（a）,經過相敏檢波電路后，正位移輸出正電壓， 負位移輸出負電壓。差動變壓器的輸出經過相敏檢波以后，特性曲線由圖3-17的（a）變成（b），殘存電壓也得到消除。,（b）,66,電感式傳感器的應用,1.差動變壓器位移傳感器,67,板的厚度測量,68,張力測量,69,力和壓力的測量,70,振動和加速度的測量,71,液位測量,72,位移測量,73,3.3電渦流式傳感器,電渦流式傳感器是利用電渦流效應進行工作的。由于結構簡單、靈敏度高、頻響范圍寬、不受油污等介質的影響，并能進行非接觸測量，適用范圍廣，它一問世就受到各國的重視。目前，這種傳感器已廣泛用來測量位移、振動、厚度、轉速、溫度、硬度等參數，以及用于無損探傷領域。,74,一.工作原理,圖3.25 電渦流式傳感器的基本原理,75,如圖3.25所示，有一通以交變電流的傳感器線圈。由于電流的存在，線圈周圍就產生一個交變磁場h1。若被測導體置于該磁場范圍內，導體內便產生電渦流，也將產生一個新磁場h2，h2與h1方向相反，力圖削弱原磁場h1,從而導致線圈的電感、阻抗和品質因數發生變化。這些參數變化與導體的幾何形狀、電導率、磁導率、線圈的幾何參數、電流的頻率以及線圈到被測導體間的距離有關。如果控制上述參數中一個參數改變，余者皆不變，就能構成測量該參數的傳感器。,76,圖3.26 等效電路,為分析方便，我們將被測導體上形成的電渦流等效為一個短路環中的電流。這樣，線圈與被測導體便等效為相互耦合的兩個線圈，如圖3.26所示。設線圈的電阻為r1，電感為l1，阻抗為z1=r1+jl1；短路環的電阻為r2，電感為l2；線圈與短路環之間的互感系數為m。,77,m隨它們之間的距離x減小而增大。加在線圈兩端的激勵電壓為u1。根據基爾霍夫定律，可列出電壓平衡方程組,解之得,78,由此可求得線圈受金屬導體渦流影響后的等效阻抗為,線圈的等效電感為,79,由式(3-39)可見，由于渦流的影響，線圈阻抗的實數部分增大，虛數部分減小，因此線圈的品質因數q下降。阻抗由z1變為z，常稱其變化部分為“反射阻抗”。由式(3-39)可得,式中 無渦流影響時線圈的q值； 短路環的阻抗。,80,q值的下降是由于渦流損耗所引起，并與金屬材料的導電性和距離x直接有關。當金屬導體是磁性材料時，影響q值的還有磁滯損耗與磁性材料對等效電感的作用。在這種情況下，線圈與磁性材料所構成磁路的等效磁導率e的變化將影響l。當距離x減小時，由于e增大而使l1變大。,81,由前面討論可知，線圈-金屬導體系統的阻抗、電感和品質因數都是該系統互感系數平方的函數。而互感系數又是距離x的非線性函數，因此當構成電渦流式位移傳感器時，z=f1(x)、l=f2(x)、q=f3(x)都是非線性函數。但在一定范圍內，可以將這些函數近似地用一線性函數來表示，于是在該范圍內通過測量z、l或q的變化就可以線性地獲得位移的變化。,82,傳感器的結構,線圈 2.框架 3框架襯套4 支架 5電纜 6插頭,83,二. 測量電路 根據電渦流式傳感器的工作原理，其測量電路有三種：諧振電路、電橋電路與q值測試電路。這里主要介紹諧振電路。目前電渦流式傳感器所用的諧振電路有三種類型：定頻調幅式、變頻調幅式與調頻式。 1.定頻調幅電路 圖3.27為這種電路的原理框圖。,84,圖中l為傳感器線圈電感，與電容c組成并聯諧振回路，晶體振蕩器提供高頻激勵信號。在無被測導體時，lc并聯諧振回路調諧在與晶體振蕩器頻率一致的諧振狀態，這時回路阻抗最大，回路壓降最大(圖3.28中之u0)。,圖3.27 定頻調幅電路框圖,85,當傳感器接近被測導體時，損耗功率增大，回路失諧，輸出電壓相應變小。這樣，在一定范圍內，輸出電壓幅值與間隙(位移)成近似線性關系。由于輸出電壓的頻率f0始終恒定，因此稱定頻調幅式。,86,2.變頻調幅電路,定頻調幅電路雖然有很多優點，并獲得廣泛應用，但線路較復雜，裝調較困難，線性范圍也不夠寬。因此，人們又研究了一種變頻調幅電路，這種電路的基本原理是將傳感器線圈直接接入電容三點式振蕩回路。當導體接近傳感器線圈時，由于渦流效應的作用，振蕩器輸出電壓的幅度和頻率都發生變化，利用振蕩幅度的變化來檢測線圈與導體間的位移變化，而對頻率變化不予理會。,87,變頻調幅電路的諧振曲線如圖3.29所示。,圖3.29 變頻調幅諧振曲線,88,無被測導體時，振蕩回路的q值最高，振蕩電壓幅值最大，振蕩頻率為f0。當有金屬導體接近線圈時，渦流效應使回路q值降低，諧振曲線變鈍，振蕩幅度降低，振蕩頻率也發生變化。當被測導體為軟磁材料時，由于磁效應的作用，諧振頻率降低，曲線左移；被測導體為非軟磁材料時，諧振頻率升高，曲線右移。所不同的是，振蕩器輸出電壓不是各諧振曲線與f0的交點，而是各諧振曲線峰點的連線。,89,這種電路除結構簡單、成本較低外，還具有靈敏度高、線性范圍寬等優點，因此監控等場合常采用它。必須指出，該電路用于被測導體為軟磁材料時，雖由于磁效應的作用使靈敏度有所下降，但磁效應時對渦流效應的作用相當于在振蕩器中加入負反饋，因而能獲得很寬的線性范圍。所以如果配用渦流板進行測量，應選用軟磁材料。,90,3.調頻電路 調頻電路與變頻調幅電路一樣，將傳感器線圈接入電容三點式振蕩回路，所不同的是，以振蕩頻率的變化作為輸出信號。如欲以電壓作為輸出信號，則應后接鑒頻器。 這種電路的關鍵是提高振蕩器的頻率穩定度。通常可以從環境溫度變化、電纜電容變化及負載影響三方面考慮。 提高諧振回路元件本身的穩定性也是提高頻率穩定度的一個措施。為此，傳感器線圈l可采用熱繞工藝繞制在低膨脹系數材料的骨架上，并配以高穩定的云母電容或具有適當負溫度系數的電容(進行溫度補償)作為諧振電容c。此外，提高傳感器探頭的靈敏度也能提高儀器的相對穩定性。,91,低頻透射式渦流傳感器,透射式渦流傳感器原理 線圈感應電勢與厚度關系曲線,測厚的依據: e的大小間接反映了m的厚度t,92,當選用不同的測試頻率時，滲透深度q滲的值是不同的， 從而使et曲線的形狀發生變化。,在t較小的情況下，q小曲線的斜率大于q大曲線的斜率 而在t較大的情況下，q大曲線的斜率大于q小曲線的斜率。 測量薄板時應選較高的頻率，測量厚材時應選較低的頻率。,93,渦流式傳感器的應用,94,1位移測量,(a) 汽輪機主軸的軸向位移測量示意圖 (b) 磨床換向閥、先導閥的位移測量示意圖 (c) 金屬試件的熱膨脹系數測量示意圖,95,2 振幅測量,(a)汽輪機和空氣壓縮機用監控主軸的徑向振動的示意圖 (b)測量發動機渦輪葉片的振幅的示意圖 (c) 通常使用數個傳感器探頭并排地安置在軸附近,96,97,3厚度測量,電渦流式厚度計的測量原理圖,98,4轉速測量,f頻率值(hz)； n旋轉體的槽(齒)數； n被測軸的轉速(rmin)。,99,100,5. 渦流探傷,可以用來檢查金屬的表面裂紋、熱處理裂紋以及用于焊接部位的探傷等。 綜合參數(x, , )的變化將引起傳感器參數的變化，通過測量傳感器參數的變化即可達到探傷的目的。 在探傷時導體與線圈之間是有著相對運動速度的，在測量線圈上就會產生調制頻率信號,101,a)比較淺的裂縫信號 b)經過幅值甄別后的信號,在探傷時，重要的是缺陷信號和干擾信號比。 為了獲得需要的頻率而采用濾波器，使某一頻率的信號通過，而將干擾頻率信號衰減。,用渦流探傷時的測量信號,102,電渦流傳感器測溫度，由于測量范圍寬、反應速度快、可實現非接觸測量，常用于在線檢測。,圖3.32 測溫用渦流式傳感器,1-補償線圈；2-管架；3-測量線圈；4-隔熱襯墊；5-溫度敏感元件,103,6.溫度測量, 在較小的溫度范圍內，導體的電阻率與溫度的關系為 式中 1、0分別為溫度t1與t0時的電阻率； a在給定溫度范圍內的電阻溫度系數。 若保持電渦流式傳感器的機、電、磁各參數不變，使傳感器的輸出只隨被測導體電阻率而變，就可測得溫度的變化。上述原理可用來測量液體、氣體介質溫度或金屬材料的表面溫度，適合于低溫到常溫的測量。,104,優點是： (1)不受金屬表面涂料、油、水等介質的影響； (2)可實現非接觸測量； (3)反應快。 目前已制成熱慣性時間常數僅1ms的電渦流溫度計。 除上述應用外，電渦流式傳感器還可利用磁導率與硬度有關的特性實現非接觸式硬度連續測量等。,105,一、壓磁效應 鐵磁材料在磁場中磁化時，在磁場方向會伸長或縮短，這種現象稱為磁致伸縮效應。材料隨磁場強度的增加而伸長或縮短不是無限制的，最終會達到飽和。 各種材料的飽和伸縮比是定值，稱為磁致伸縮系數，用s表示，即,壓磁式傳感器,(3-43),式中 伸縮比。,106,在一定的磁場范圍內，一