含铁氧体磁芯的电涡流传感器线圈阻抗理论模型和数值计算H.pdfVIP

第 28卷 　第 12 期 仪 器 仪 表 学 报 Vo l28 No12 2007年 12 月 Ch inese Journal of Scien tific In strum en t D ec. 2007 含铁氧体磁芯的电涡流传感器线圈阻抗 理论模型和数值计算 1 1, 2 于亚婷 , 杜平安 ( 1 电子科技大学机械电子工程学院　成都 　6 10054; 2 重庆大学机械传动国家重点实验室 　重庆 　400044) 摘 　要 : 针对铁氧体磁芯对电涡流传感器线圈阻抗的影响问题 ,建立了含铁氧体磁芯的线圈阻抗理论模型 ,推导了单匝线圈阻 抗的级数和矩阵形式 ,并通过积分获得圆柱线圈的阻抗表达式 。因表达式参数多且计算复杂 ,用有限元法对含 N iZn铁氧体磁 芯的线圈阻抗进行数值计算 ,并分析了铁氧体磁芯及其几何参数对传感器性能的影响 。研究表明:通过理论模型和有限元法都 可获得线圈阻抗值 ,但后者求解更加简便 ;铁氧体磁芯可将磁场限定在一定范围之内,提高了传感器的灵敏度 ;磁芯参数对传感 器性能的影响因被测体材料而异 。本文的研究可为传感器探头结构优化和性能改善提供理论依据 。 关键词 : 铁氧体磁芯 ; 电涡流传感器 ; 线圈阻抗 ; 理论模型 ; 数值计算 中图分类号 : TP2 12. 13　TP39 1. 9　　文献标识码 : A 　　国家标准学科分类代码 : 460. 40 15　520. 6020 Theoretic m odel and num er ica l com puta tion of co il im pedance of ferr ite cored eddy curren t sen sor 1 1, 2 Yu Yating , Du P ing ′an ( 1 S ch. of M echa tron ics Eng. , Un i. of E lec. S ci. and Tech. of Ch ina, Cheng du 610054, Ch ina; 2 S ta te Key L ab of M echan ica l Transm iss ions, Chongqing Un ivers ity, Chongqing 400044, Ch ina) A b stract: To study the influence of a ferrite core on the p rop ertie s of eddy cu rren t sen sor ( ECS) , the theoretical model of the ferritecored co il imp edance is p re sen ted, and the serie s exp an sion and the m atrix form s of the 1tu rn co il imp edance are derived. Sub sequen tly, the exp re ssion of the cylinder co il imp edance is ob tained throu