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Sep 29, 2023

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2022/07/01 Micro-Epsilon UK Ltd 와전류 센서와 유도성 센서 모두

2022/07/01 Micro-Epsilon UK Ltd

와전류 센서와 유도 스위치 및 변위 센서는 모두 열악한 환경에서 물체의 위치와 변위를 측정할 때 각각의 장점을 가지고 있습니다. 그러나 최근 와전류 센서 설계, 통합, 패키징 및 전반적인 비용 절감의 발전으로 인해 특히 높은 선형성, 고속 측정 및 고해상도가 중요한 요구 사항인 경우 이러한 센서가 훨씬 더 매력적인 옵션이 되었다고 비즈니스 개발 관리자인 Glenn Wedgbrow는 말합니다. Micro-Epsilon UK에서.

유도 스위치 및 변위 센서에 비해 와전류 센서의 고유한 장점을 이해하려면 먼저 두 유형의 작동 원리를 이해하는 것이 중요합니다.

일반적인 유도 변위 센서는 강자성 코어 주위에 감겨 있는 코일로 구성됩니다. 발진기 기반 드라이버 회로의 교류 전류에 의해 여기되면 코일은 코어 주위에 집중된 자기장을 생성합니다. 자속 선은 대상 도체가 접근함에 따라 대상 도체와 상호 작용하여 초기 여기 전류의 반대인 와전류를 생성하고 발진기 양단의 전압을 감소시키는 효과가 있습니다. 에어 갭 거리의 변화로 인한 이러한 전압 변화는 감지되어 4-20mA 루프와 같은 아날로그 출력 신호로 변환된 다음 업스트림으로 처리되어 변위를 결정합니다.

유도 변위 센서에서는 코일이 강자성 코어를 감싸고 교류 전류가 코일을 통과할 때 자기장이 생성됩니다. 자속선은 전도성 물체가 가까워지면 패러데이의 자기 유도 법칙에 따라 반대 와전류를 생성하면서 전도성 물체와 상호 작용합니다. 와전류는 여기 전류에 대항하여 발진기의 전압 강하를 일으키며, 이 전압 강하는 변위를 결정하는 데 사용됩니다.

근접 스위치라고도 하는 근접 센서는 유도 효과 뒤에 있는 원리를 단순화하여 적용하여 물체(전도성 대상)가 있는지 여부만 감지합니다. 비교기(슈미트 트리거)는 전압 강하를 감지하고 신호를 증폭기로 보냅니다. 그러면 출력이 이진 방식으로 전환됩니다. 출력은 사용자가 선택한 구성에 따라 상시 열림(NO) 또는 상시 닫힘(NC)이 될 수 있습니다.

유도 변위 센서의 강자성 코어로 인해 출력은 비선형이므로 센서 전자 장치에서 선형화하거나 플랜트 또는 기계 제어 시스템에서 수학적으로 다항식을 사용하여 선형화해야 합니다.

비선형성과 함께 강자성 코어 사용의 또 다른 단점은 코어 자체가 자기장을 흡수하기 때문에 "철 손실"이 발생한다는 것입니다. 이러한 손실은 유도 변위 센서가 초당 약 50회 측정할 수 있을 정도로 주파수에 따라 증가합니다.

유도 변위 센서의 세 번째 문제점은 페라이트 코어 재료의 높은 열 팽창 계수로 인해 넓은 온도 변화에 대한 내성이 좋지 않다는 것입니다. 이러한 넓은 변화로 인해 온도 보상이 매우 어려워지고, 일반적으로 유도 변위 센서의 열 드리프트가 커집니다.

와전류 센서는 향상된 정밀도를 제공합니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 페라이트 코어 대신 공심 코일을 사용하는 "와전류 센서"라고 불리는 일종의 유도 변위 센서가 개발되었습니다.

와전류 센서는 유도 변위 및 근접 센서와 동일한 자기 유도 법칙을 사용합니다. 그러나 첨단 전자 장치, 제조 및 교정 기술과 함께 공심 코일을 사용하면 훨씬 더 높은 성능 범주에 속하게 됩니다.

와전류 센서의 작동 원리는 패러데이 법칙을 따르지만 측정되는 것은 발진기의 전압 변화보다는 코일의 임피던스에 대한 와전류의 영향입니다. 컨트롤러는 센서 코일의 진폭 및 위상 위치 변화를 확인하여 임피던스를 계산합니다.