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电涡流传感器是建立在电涡流效应原理上的新型传感器。它可以把位移、振幅、厚度、尺寸、裂纹等参数变换成电量来进行测量,并且具有测量线性范围大,结构简单,不受油污等介质的影响,频响宽,抗干扰能力强等优点,因而得到广泛应用。但目前的电涡流传感器存在着易受环境影响以及线性范围等指标同传感器尺寸的矛盾,这给某些特殊的应用场合带来了限制。因此解决上述问题具有重要的应用价值。 本文主要解决了传感器的稳定性以及提高传感器的线性测量范围等问题。从三个方面入手:一是在详细地讨论了电涡流传感器的基本原理的基础上,从改变线圈截面形状入手,研究了线圈截面形状及参数变化对传感器线性测量范围和灵敏度的影响,仿真结果表明采用倒梯形线圈在提高线性测量范围这方面具有重要的应用价值。二是从电路设计上提高传感器的稳定性和重复性以及抗干扰能力,从而为采用单片机技术进行非线性补偿或利用软件补偿技术扩展线性测量范围创造条件。三是将神经网络引入电涡流传感器静态误差的综合修正。为对传感器的输入输出关系进行校准和为进一步改进性能提供依据,本课题利用一个专门设计的测试台和数据采集与处理系统组成的校准系统对电涡流传感器进行校准并且基于DSP探讨了传感器核准系统的硬件实现方案。从而将利用通用计算机实现的静态校准以及非线性补偿方法通过专用的芯片嵌入到传感器测量电路中,一方面可以在现场实际情况下对传感器进行核准,从而避免实验环境与现场环境之间的差别所带来的误差,另一方面可以提高传感器的响应速度。 仿真及实验结果表明:上述设计方法能够提高电涡流传感器的稳定性及线性测量范围。从而证明了该设计方法的正确性与有效性。