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5m~10mm ■出力分解能:10nm(最高) ■直線性:0. 2% F. S. ■応答周波数:100Hz, 1kHz, 10kHz, 15kHzに切替え可能 ■温度ドリフト:0.
新川電機株式会社 センサテクノロジ営業統括本部 技術部 瀧本 孝治 前々回、前回とISO振動診断技術者認証セミナー募集に合わせて「ISO規格に基づく振動診断技術者の認証制度」について書きましたが、今回から再び技術的な解説に戻ります。 2010年1月号の「回転機械の状態監視vol. 渦電流式変位センサ | キーエンス. 2」でも渦電流式変位センサの原理に関して簡単に述べましたが、今回はさらに理解を深めていただくために、別のアプローチで渦電流式変位センサの原理について説明してみます。 まず、2010年1月号の「回転機械の状態監視 vol. 2」において言葉で説明した渦電流式変位センサの原理の概要は図1のようにまとめることができます。 図1. 渦電流式変位計の測定原理の考え方(流れ) 今回は、さらに理解を深めるため、図2の模式図を用いて渦電流式変位センサの測定原理の全体像を説明します。ターゲットは、導電体であるので高周波電流による交流磁束 Φ が加わった場合、ターゲット内部の磁束変化によってファラデーの電磁誘導の法則に従い、式(1)に示した起電力が発生します。 (1) この起電力により渦電流 i e が流れます(図2(a))。ここで、簡単化のためセンサコイルに対し等価的にターゲット側にニ次コイルが発生するとします((図2(b))。ニ次コイルの電気的定数を抵抗 R 2 、インダクタンス L 2 とし、センサコイルのそれらを R C 、L C とし、各コイル間の結合係数が距離 x により変化するとすれば変圧器の考え方と同様になります(図2(c))。ここで、等価的にセンサ側から見た場合、式(2)、式(3)のようにターゲットが近づくことにより、 R C および L C が変化したと解釈できます(図2(d))。 (2) (3) 即ち、距離 x の変化に対して ΔR 及び ΔL が変化し、センサのインピーダンス Z C が変化します。勿論、 x → ∞ の時、 ΔR → 0 および ΔL → 0 です。したがって、このインピーダンス Z C を計測すれば、距離 x を計測できます。 図2. 渦電流式変位センサ計測原理図 渦電流式変位センサの例を図3に示します。外観上の構成要素としてはセンサトップ、同軸ケーブル、同軸コネクタからなっています。センサトップ内には、センサコイルが組み込まれ、また、高周波電流の給電用に同軸ケーブルがセンサコイルに接続されています。この実例のセンサ系の等価回路を図4に示します。変位 x を計測することは、インピーダンス Z S を用いて、 V C を求めることを意味します。以下に、概要を示します。 センサコイルは、インダクタンス L C [H]、及び、抵抗 R C [Ω]の直列回路と見なした。 同軸ケーブルは、インダクタンス L 2 [H]、及び、抵抗 R 2 [Ω]、及び、静電容量 C 2 [F]からなる系とする。 センサには、発振器から励磁角周波数 ω [rad/s]の高周波励磁電圧 V i [V]、電流 I C [A]がある付加インピーダンス Z a [Ω]を通して供給される。 図3.
5mm 0. 5~3mm ・M18:2~4mm 1~5mm ・M30:3~8mm 2~10mm ■円柱型 DC2線式シールドタイプ ・M18:1~5mm ・M30:2~10mm ■円柱型 DC3線式非シールドタイプ ・M12:0. 5~4mm ・M18:1~5mm :1~7mm ・M30:2~12mm ■角型 DC3線式長距離タイプ ・シールド 角型 □40 :4~11mm ・非シールド 角型 □40 :5~25mm ・非シールド 角型 □80 :10~50mm
動作原理 GAP-SENSOR は一般的に「渦電流式変位センサ」と呼ばれるものです。センサヘッド内部のコイルに高周波電流を流し高周波磁界を発生させています。 この磁界内に測定対象物(導電体)が近づいた時、測定対象物表面に渦電流が発生しセンサコイルのインピーダンスが変化します。 この現象による発振強度の変化を利用してこれを高周波検波し、変位対電圧の関係を得ています。 測定対象材質・寸法・形状について 材質による出力特性 ギャップセンサーは測定対象物が金属であれば動作しますが、材質により感度や測定範囲は異なりますのでご注意下さい。 測定対象物の寸法 測定対象物の大きさはセンサコイル径の3倍を有する事を推奨します。 測定対象物の面がそれ以下の場合は感度が低下します。また測定対象物が粉末・積層断面・線束のような場合にも感度低下し、測定不可となる場合もあります。 測定対象物の厚み(PU-05基準) 測定対象物の厚みは、鉄(SCM440)で0. 2mm 以上、アルミ(A5052P)で0. 4mm 以上、銅(C1100P)で0. 渦電流式変位センサ オムロン. 3mm 以上を推奨します。 測定対象物の形状 測定対象物が円柱(シャフト)の場合、センサコイル径に対し、円柱の直径が3.
渦電流式変位センサとは、高周波磁界を利用し、金属体との距離を測定するセンサです。 キーエンスの 渦電流式変位センサ ラインナップ
干渉が発生するのは 渦電流プローブは 互いに近くに取り付けられます。 静電容量センサーと渦電流センサーの検知フィールドの形状と反応性の違いにより、テクノロジーには異なるプローブ取り付け要件があります。 渦電流プローブは、比較的大きな磁場を生成します。 フィールドの直径は、プローブの直径の少なくとも9倍で、大きなプローブの場合はXNUMXつの直径よりも大きくなります。 複数のプローブが近接して取り付けられている場合、磁場は相互作用します(図XNUMX)。 この相互作用により、センサー出力にエラーが発生します。 この種の取り付けが避けられない場合、次のようなデジタル技術に基づくセンサー ECL202 隣接するプローブからの干渉を低減または除去するために、特別に較正することができます。 渦電流プローブからの磁場も、プローブの後ろで直径約10倍に広がります。 この領域にある金属物体(通常は取り付け金具)は、フィールドと相互作用し、センサー出力に影響します(図XNUMX)。 近くの取り付けハードウェアが避けられない場合は、取り付けハードウェアを使用してセンサーを較正し、ハードウェアの影響を補正できます。 図10. 取り付け金具 渦電流を妨げる プローブ磁場。 容量性プローブの電界は、プローブの前面からのみ放出されます。 フィールドはわずかに円錐形であり、スポットサイズは検出エリアの直径よりも約30%大きくなります。 近くの取り付けハードウェアまたは他のオブジェクトがフィールド領域にあることはめったにないため、センサーのキャリブレーションには影響しません。 複数の独立した静電容量センサーが同じターゲットで使用されている場合、11つのプローブからの電界がターゲットに電荷を追加しようとしている間に、別のセンサーが電荷を除去しようとしています(図XNUMX)。 ターゲットとのこの競合する相互作用により、センサーの出力にエラーが発生します。 この問題は、センサーを同期することで簡単に解決できます。 同期により、すべてのセンサーの駆動信号が同じ位相に設定されるため、すべてのプローブが同時に電荷を追加または除去し、干渉が排除されます。 Lion Precisionの複数チャネルシステムはすべて同期されているため、このエラーソースに関する心配はありません。 図11.