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电涡流式传感器的特点是结构简单，易于进行非接触的连续测量，灵敏度较高，适用性强，广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。电涡流式电感传感器主要用于位移、振动、转速、距离、厚度等参数的测量，它可实现非接触测量，实现对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。下面分别举例加以说明：
图3－20所示为透射式涡流厚度传感器结构原理图。在被测金属的上方设有发射传感器线圈 L 1 ，在被测金属板下方设有接收传感器线圈 L 2 。当在 L 1 上加低频电压 U 1 时，则 L 1 上产生交变磁通 Φ 1 ，若两线圈间无金属板，则交变磁场直接耦合至 L 2 中， L 2 产生感应电压 U 2 。如果将被测金属板放入两线圈之间，则 L 1 线圈产生的磁通将导致在金属板中产生电涡流。
图3－20 透射式涡流厚度传感器结构原理图
此时磁场能量受到损耗，到达 L 2 的磁通将减弱为 Φ ′ 1 ，从而使 L 2 产生的感应电压 U 2 下降。金属板越厚，涡流损失就越大， U 2 电压就越小。因此，可根据 U 2 电压的大小得知被测金属板的厚度，透射式涡流厚度传感器检测范围可达1～100mm，分辨率为0.1μm，线性度为1％。
图3－21所示是高频反射式涡流测厚仪测试系统原理图。为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响，在带材的上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S 1 、S 2 。S 1 、S 2 与被测带材表面之间的距离分别为 x 1 和 x 2 。若带材厚度不变，则被测带材上、下表面之间的距离总有“ x 1 ＋ x 2 ＝常数”的关系存在。两传感器的输出电压之和为2 U o 数值不变。如果被测带材厚度改变量为Δ δ ，则两传感器与带材之间的距离也改变了一个Δ δ ，两传感器输出电压此时为2 U o ＋Δ U 。Δ U 经放大器放大后，通过指示仪表电路即可指示出带材的厚度变化值。带材厚度给定值与偏差指示值的代数和就是被测带材的厚度。
图3－21 高频反射式涡流测厚仪测试系统图
对于所有旋转机械而言，都需要监测旋转机械轴的转速，转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。而电涡流传感器测量转速的优越性是其他任何传感器测量没法比的，它既能响应零转速，也能响应高转速，抗干扰性能也非常强。
图3－22所示为电涡流式转速传感器工作原理图。在软磁材料制成的输入轴上加工一键槽，在距输入表面 d 0处设置电涡流传感器，输入轴与被测旋转轴相连。
图3－22 电涡流式转速传感器工作原理图
当被测旋转轴转动时，输出轴的距离发生 d 0 ＋Δ d 的变化。由于电涡流效应，这种变化将导致振荡谐振回路的品质因数变化，使传感器线圈电感随Δ d 的变化也发生变化，它们将直接影响振荡器的电压幅值和振荡频率。因此，随着输入轴的旋转，从振荡器输出的信号中包含有与转数成正比的脉冲频率信号。该信号由检波器检出电压幅值的变化量，然后经整形电路输出脉冲频率信号 f n 。该信号送单片机或其他装置便可得到被测转速。
这种转速传感器可实现非接触式测量，抗污染能力很强，可安装在旋转轴近旁，实现长期对被测转速进行监视。最高测量转速可达600000r／min（转／分）。
1.电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样的后果？
2.电感式传感器有几大类？各有何特点？
3.电感式传感器的测量电路起什么作用？变压器电桥电路和带相敏整流的电桥电路哪个能更好地起到测量转换作用？为什么？
4.简述差动变隙式电压传感器的主要组成、工作原理和基本特性。
5.变隙式电感传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高其灵敏度？
6.差动变压器式传感器有几种结构形式？各有什么特点？
7.差动变压器式传感器的等效电路包括哪些元件和参数？各自的含义是什么？
8.差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？
9.已知变气隙电感传感器的铁芯截面积 S ＝1.5cm 2 ，磁路长度 L ＝20cm，相对磁导率 μ ＝5000，气隙 δ 0＝0.5cm，Δ δ ＝±0.1mm，真空磁导率 μ c ＝4π×10－ 7 H／m，线圈匝数w ＝ 3000，求单端式传感器的灵敏度ΔL ／ Δδ ， 若做成差动结构形式，其灵敏度将如何变化？
10.何谓涡流效应？怎样利用涡流效应进行位移测量？简述电涡流式传感器的工作原理及主要特点，可能的应用场合有哪些？
11.电涡流式传感器能否进行金属探伤？若可以，试设计其结构原理图。
12.图3－23是差动变压器式振动幅度测试传感器示意图，请分析其测量工作原理。
图3－23 差动变压器式振幅传感器
1—振动体；2—弹簧片；3—连接杆；4—衔铁；5—差动变压器
13.分析电感传感器出现非线性的原因，并说明如何改善？
14.气隙型电感传感器，衔铁截面积 S ＝4mm×4mm，气隙总长度 δ ＝0.8mm，衔铁最大位移Δ δ ＝±0.08mm，激励线圈匝数 W ＝2500匝，导线直径 d ＝0.06mm，电阻率 ρ ＝1.75×10－ 6 Ω·cm，当激励电源频率 f ＝4000Hz时，忽略漏磁及铁损，求：
（1）线圈电感值；
（2）电感的最大变化量；
（3）线圈的直流电阻值；
（4）线圈的品质因数；
（5）当线圈存在200pF分布电容与之并联后其等效电感值。
15.试用差动变压器式传感器设计液罐内液体液位测量系统，作出系统结构图，并分析工作原理。
16.有一只差动电感位移传感器，已知电源电压 U ＝4V， f ＝400Hz，传感器线圈电阻与电感分别为 R ＝40W， L ＝30mH，用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥，如图3－24所示。试求：
（1）匹配电阻 R 3 和 R 4 的值为多少时才能使电压灵敏度达到最大。
（2）当Δ Z ＝10Ω时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值。
图3－24