CN1200252C - 差分涡流传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量技术，应用于导电和/或铁磁材料和产品的非破坏性测试。差分涡流传感器包括一个主检测器(1)，其包括两个相同的探测线圈(2、3)和一个附加线圈(4)，其导线分别与探测线圈(2、3)的第一导线和第二导线连接，在第二导线上施加一个逆相电压。传感器还包括一个电子单元(5)，其与主检测器(1)电连接并包括一个电位计(6)，一个电容元件(7)和一个操作放大器(8)。电位计的两个导线连接到探测线圈(2、3)的导线的节点，它的中点导线被连接到电容元件(7)上，然后再连接到操作放大器(8)的倒相输入端，其不倒相输入端接地。操作放大器(8)的输出端用作电子单元(5)的输出端。由于补偿了温度误差，提高了分辨率和抗噪性，此涡流传感器能够增强测量的精度。

Description

差分涡流传感器

本发明通常涉及测量技术，尤其是涉及一种差分涡流传感器。

本发明可以在机械工程中应用于电流传导和/或磁铁材料和产品的非破坏性测试，用于测量至表面的距离，薄片和涂层的厚度，产品的尺寸以及用于控制整个生产过程中的探伤检验，以及在工程技术中的其它领域。

目前，设计的大量的差分涡流传感器广泛地应用于各种仪器仪表和测量系统中。已知的大多数差分涡流传感器的特征是在测量结果中存在误差，即所谓的外部因素造成的附加误差。已知的差分涡流传感器设计上的许多改进的目的是通过最大程度地减小附加误差来提高测量的精度；但是，目前，这个问题还远远没有完全解决。

已知的现有技术是一种用于测量机械的(非电的)参数(参见DE#3,817,371)的差分涡流传感器，其包括两个线圈和一个在所述的线圈内部可活动的并连接到所控制的目标物上的磁铁芯。线圈的电感值是根据磁铁芯采取的位置而变化，所述的线圈的共同引出线被连接到LC振荡器的输入端之一，而其两个其它的引出线被通过一个模拟多路转接器交替地连接到LC-振荡器的第二个输入端，自激振荡器的振荡频率取决于LC-电路的感应系数值，即取决于在给定某时刻被连接到其输入端的线圈。LC-振荡器的输出信号的频率在连接了两个线圈的每一个后被测定，因此，微型计算机根据频率间的差值计算传感器测量的参数值。

前述的涡流传感器的特征在于低操作速度，必须使用多位计数器(由于它的误差相对较低)，严格的分辨率，以及相当高的复杂性，因此，硬件运行的成本高。

已知的现有技术是一种用于电传导和/或铁磁材料和产品的非破坏性测试的涡流测量系统(参见US专利#5,541,510A)，包括一个给阻抗网络供电的发生器，一个幅度检测器，一相位检测器，一个解调器，一个计算单元和一个涡流传感器，此涡流传感器具有一个探测线圈并与一个平行连接的电容一起构成一个谐振电路。所述的测量系统可以测量与所测试的目标有关的两个参数。但是，在此情况下，实际影响涡流传感器的参数多于两个。

例如，当测量至所测试的目标物的距离和其线性尺寸(厚度)，三个其它的参数中的至少两个的可能的变化即：电导系数、导磁率和温度，以及目标物可能涉及的其余参数(包括其线形尺寸)是未被补偿的。

在此系统的一个实施例中部分地消除了所述的因素对测量结果的影响，该系统包括差分连接的涡流传感器。但是，此系统的变化涉及对所使用的涡流传感器的较严格的需求，即，对于相同的尺寸和电参数，由于在特征上的技术扩展，其难以实现。

因此，两个涡流传感器必须被非常精确地设置以便对于所测试的目标物它们位于相同的位置和/或在相同的环境条件。

涡流传感器的非同一性和它们的排列导致对于不可控制的因素的变化的不完全补偿，因此，导致测量结果的误差。

此外，由涡流传感器产生的信号处理必须使用昂贵的放大器设备。前述的系统的独特特征增加了其复杂性和成本。

电连接的涡流和感应传感器在电桥电路中有广泛的应用，其中一个对角电桥山正弦电压的电源供电，另一对角电桥被连接到差分放大器的输入端，其后，一交流电压受到相位灵敏性检测和滤波。

此电路设计的特征在于复杂平衡，一不平衡电桥的非线性，时间和温度的不稳定性，涉及如昂贵的同轴电缆的使用的电磁干扰保护的影响。

与在此所介绍的涡流传感器最接近的是在Kaman Instrumentation(USA)的题为“测量方法手册”，1999，p.6(以及pp.4和5)中所描述的，其中传感器也是基于一个电桥电路。

所述的已知涡流传感器包括一个主检测器，其包括两个相同的探测线圈和一个包括两个电容和两个电阻元件的电子单元。每个探测线圈并联有一个电容元件，所述的线圈与电容元件一起形成一个平行的谐振电路。此两个电路被分隔成电桥的邻接臂，电桥的其它两个臂实际上是电阻元件。线圈的节点接地，一振荡电压被施加到阻抗元件的节点上。电路产生的输出信号从电阻和线圈的节点输出。

只有在平衡电桥的情况下补偿温度稳定性才是可能的，即测试目标物的位置固定，目标物的电磁参数的值可变(即，导电率和导磁率)。

探测线圈的参数的不完全识别和传感器电路元件的参数的扩展存在阻碍了对谐振电路的电容元件和平衡电桥臂的阻抗元件的选择。因此，由于电桥臂是由不同的元件组成的事实，完全的平衡在实践中是不可能的。即使当电桥是幅度平衡的，也会发生相位漂移，在相位灵敏性解调的情况下导致“零漂移”误差，分辨率受影响以及输出信号的温度不稳定性。

在测量过程中受干扰的电桥平衡发生，此时受测试目标物对探测线圈产生一个不对称的效果，其也对测量结果的精度产生负面的影响。

最后，获取信号的转换需要差分(仪器)放大器，其使测量设备整体上复杂化并增加了成本。

本发明的主要目的在于开发一种差分涡流传感器，其中由于适当的主检测器的设计构造，电子单元的适当的元件设计方案和补偿由于外部因素的影响产生的附加误差而增强了测量的精度。

上述的目的是通过以下的技术方案实现的：在一个差分涡流传感器中包括一个适合与受测试目标物配合使用的主检测器，其包括两个相同的探测线圈，每个探测线圈包括一个第一输出端和一个第二输出端，在所述的第二输出端上施加有一电压，一电子单元与所述的主检测器电连接，所述的电子单元包括一个阻抗元件，一个电容元件和一个信号放大器，在信号放大器的输出端形成一个输出信号。根据本发明，所述的主检测器还包括一个具有第一导线和第二导线的附加线圈，通过这些导线所述的线圈被分别串联至第一和第二探测线圈的第一输出端，所述的电子单元的阻抗元件显示为一个电位计，信号放大器表示为一个操作放大器，其非倒相输入端接地，倒相输入端通过电容元件连接到电位计的中点导线，电位计的第一和第二导线被分别连接到附加线圈的第一和第二导线，探测线圈的第一导线，施加逆相的交流电压的第二导线。

由于本技术方案，本差分涡流传感器由于在探测线圈上的受测试目标物所产生的对称(相同)效果和此外当受测试目标物仅影响一个线圈时，在探测线圈上产生的非对称效果的两种情况下，补偿了温度不稳定性从而增强了测量的精度。

附加线圈被设定了与探测线圈相同的物理条件，其中它的阻抗的变化程度与外部因素产生的影响大致相同。考虑到线圈的比率计连接电路，差分涡流传感器的输出信号直接与探测线圈的阻抗比或受测试目标物的阻抗和附加线圈的阻抗比成正比，其中在测量精度的环境温度的不利影响被大大地补偿。

重要的是第一和第二探测线圈的阻抗值相等，附加线圈的电阻值远超过每个探测线圈的阻抗值，而在没有受测试目标物的情况下，第一和第二探测线圈的Q值与附加线圈的相同。

从设计结构的观点来看，如下结构是合理的：差分涡流变换器包括一个第一线圈架，在线圈架上，第一探测线圈、附加线圈和第二探测线圈被串联和同轴排列。

根据受测试目标物的控制参数的特性(即，空气间隙、厚度、直径、长度、电导率、导磁率)，所述的探测线圈的至少一个适用于安放在受测试目标物的附近。

在本发明的其它实施例中，受测试目标物可以放置在第一线圈架提供的轴心处。

无论何时在测量时受测试目标物相对于某固定点或某长度进行位移，考虑到在第一线圈架的轴心内的可能的线性位移，附加线圈的轴向长度超过受测试目标物的长度。

无论何时，测量受测试目标物的剖视尺寸或发现它的电磁特性，全部所述的线圈的总轴向长度应该小于受测试目标物的长度。

本发明允许测量各种形状的目标物的参数。

尤其是，用于检查壁厚度和/或圆柱形壳的轮廓的同心度，附加线圈由两个相互串联连接的部分组成。差分涡流传感器还包括一个第二线圈架，在线圈架上设有第一探测线圈和附加线圈的第一部分以及一个第三线圈，在第三线圈上安置有第二探测线圈和附加线圈的第二部分，所述的第一和第二探测线圈适用于被受测试目标物安插在其间。

这样的线圈可以具有不同的预定的构造以便适合于受测试目标物的形状。

无论何时，受测试目标物被安置在主探测器的外部，附加线圈的最大的剖视尺寸应该是前述的尺寸的一半，小于从附加线圈到受测试目标物的最小的可能距离。

考虑到受测试目标物对线圈产生实质的影响直到前述的距离约等于线圈剖视尺寸的一半，选择这个剖视尺寸。

本发明的特征在于：考虑到在第一线圈架的轴心内的受测试目标物的可能的线性位移，附加线圈的轴向长度可以超过受测试目标物的长度，所有的所述的线圈的总轴向长度小于受测试目标物的长度。

本发明的特征在于：电子单元可以包括一个第二电容元件，其与电位计中点导线和操作放大器的输出端连接。

提供的所述的第二电容元件增加了谐振电路的阻抗的电抗性元件，因此增加了其Q值。

本发明最好是：第一和第二探测线圈，第一和第二电容元件，电位计和操作放大器具有那些参数，与这些参数，第一和第二探测线圈与电位计连接，第一和第二电容元件和操作放大器形成在没有受测试目标物的情况下具有Q值从10到20的一串联的谐振电路。

在没有受测试目标物的情况下，测量电路被调节到与驱动频率谐振，测量电路的阻抗在受测试目标物的影响下改变，因此电路的固有频率也被改变，而谐振电路的高Q值增加当前的涡流传感器的响应。

本发明的进一步的目的请参见附图及下面的一些特定的实施例的详细描述。

图1是本发明的差分涡流传感器的示意图；

图2是关于差分涡流传感器的主检测器的放置受测试目标物的第一种实施例；

图3是图2的第二种实施例；

图4是图2的第3种实施例；

图5是图2的第4种实施例；和

图6是图2的第5种实施例；

本差分涡流传感器包括一主检测器1(图1)，其包括两个相同的探测线圈2和3，每个具有第一导线和第二导线，一附加线圈4提供第一导线和第二导线。线圈4被串联到第一和第二探测线圈2、3的第一导线，形成连接节点A和B。

本差分涡流传感器还包括一个电子单元5，其与所述的主检测器1电连接，设有一个电位计6，一个电容元件7和具有反馈电阻9的操作放大器8。电位计6的第一和第二导线被连接到探测线圈2，3和附加线圈4的导线的连接节点A和B，电位计6的中点导线被连接到电容元件7，电容元件7接着被连接到操作放大器8的倒相输入端，使其不倒相输入端接地。操作放大器8的输出端用作电子单元5的输出端。

被放置在探测线圈2、3的附近的受测试目标物10通常在附图中描述。

所考虑的差分涡流传感器还包括第二电容元件，其连接到电位计中点导线6和操作放大器8的输出端上。提供的第二电容元件11增加了谐振电路的阻抗的抗电性元件，因此增加了其Q值。差分涡流传感器的供电是由一逆相交流电压电源供电的。

所述的差分涡流传感器的电路如下：附加线圈4用作探测线圈2和3的载阻抗，全部三个线圈2、3、4和阻抗具有感应电阻的特性，特征在于有相同的温度变化特性，这对提供电路的温度稳定性极为重要。串联的线圈2、3、4形成一个由电压电源提供的感应电压分压器。由于使用各种电压类型的可能性，即：谐函数波、矩形波或锯齿波，如图1所示，这种连接是有利的。

采用逆相电压给线圈2、3、4供电可以避免使用同轴电缆而是采用防护罩12保护的双绞线导线。为了使导线的感应最小化，导线被绞在一起从而降低由于导线探测线圈2、3串联的事实导致的测量误差而产生的对阻抗的影响。此外，绞绕的导线降低了它们的电容，因此采集杂散电流，以及大大地降低由于电缆弯曲和外部磁场造成的噪音信号。在串联谐振的条件下，一个单阻抗元件(即：电位计6)足以有效地平衡电路(尤其是补偿探测线圈2、3的参数的不同性)，既然假设谐振情况下振荡电路“线圈-电位计-电容”的平衡阻抗是完全有效的。

线圈2、3、4被加工成使附加线圈4的阻抗大大地超过探测线圈2、3。实际上，附加线圈4的阻抗是探测线圈2和3的每个的7到9倍。为了抵消受测试目标物10对探测线圈2、3的电流值，达到附加线圈4为探测线圈2和3设置电流的程度是必须的。在没有受测试目标物10的情况下，全部三个线圈2、3和4的Q值是相同的。

附加线圈4与探测线圈2具有相同的物理条件，它的阻抗以受外部因素影响的大致相同的程度而变化。根据比率-计算电路由于线圈2、3和4被连接的事实，差分涡流传感器的输出信号直接正比于探测线圈2、3的阻抗和附加线圈4的阻抗之间的比率，或正比于受测试目标物10的阻抗和附加线圈4的阻抗之间的比率，其中环境温度对测量精度的不利影响被大大地补偿。

探测线圈2、3，电位计6，电容7、11和操作放大器8的的电子参数被选择使得在没有受测试目标物10的情况下，探测线圈2、3，连接到所述的线圈的电位计6的各个部分，电容7、11和操作放大器8建立了一个Q值从10到20的串联谐振电路。

至于它的结构设计，差分涡流传感器包括一个线圈架13(图2-5)，在线圈架上，主探测器1的线圈2、3、4被串联和同轴设置，排列顺序如下：第一探测线圈2，附加线圈4和第二探测线圈3。

根据受测试目标物的控制参数的特性(如：空气间隙、直径、长度、导电率，导磁率)，所述的探测线圈2和3至少一个适用与安放在受测试目标物10的附近。

图2和3表示本微分涡流变换器在测量到受测试目标物10的距离“h”的实际应用中的实施例。图3所描述的实施例也是关于测量受测试的薄壁目标物10的厚度“d”。

无论何时受测试目标物被放置在主检测器1的外面，附加线圈4的最大剖视尺寸2R应该为所述的尺寸的一半小于从附加线圈4到受测试目标物10的最小的可能轴向距离“n”。

这样选择剖视尺寸是由于受测试目标物对线圈的直到前述的距离范围产生很大的影响，其大约等于线圈剖视尺寸的一半。

图4表示放在受测试目标物内部的主检测器1的实施例，控制参数是在各个探测线圈2、3和受测试目标物之间的距离h₁，h₂。

图5表示本差分涡流传感器的实施例，其线圈架13有一个轴心14，其中受测试目标物可以轴向位移。本差分涡流传感器的实施例适用于在测试很多长度在某范围内变化的产品的情况时，测量受测试目标物10的位移长度或所述的受测试目标物本身的长度。

在此情况下，考虑到在轴心14内部的可能的线性位移，附加线圈4的轴向长度4应该超过受测试目标物10的长度，换句话说，受测试目标物应该始终在附加线圈4的长度范围内。

在检查剖视尺寸的情况下，如受测试目标物10的直径或其电磁特性(导电率或导磁率)，为了排除目标物的长度可能改变对测量结果的影响，在前所介绍的所有线圈2、4、3的总轴向长度应该小于受测试目标物10的长度。

尤其是，用于检查圆柱形壳的轮廓的壁厚度和/或同心率的附加线圈4被做成两个相互串联的部分41，42，而差分涡流传感器还包括一个第二线圈架15，第一探测线圈2和附加线圈4的第一部分41同轴安置在第二线圈架15上，一个第三线圈架16，其上同轴安置有第二探测线圈3和附加线圈4的第二部分42，受测试目标物10被安插在第一和第二探测线圈2、3之间。

线圈2、3、4的制造是根据集成技术通过将一个导电层蒸发到由绝缘材料制成的线圈13、14或15的表面，然后激光掩模。

本差分涡流传感器的功能如下：

在传感器线圈2、3、4中的电磁场感应电流在受测试目标物10中感应产生涡流，受测试目标物10的自场然后对线圈2、3、4产生影响。线圈2、3、4和受测试目标物的共同作用的特征在于耦合阻抗的概念，即每个探测线圈的阻抗是在受测试目标物10的影响下变化的。

在没有受测试目标物的情况下，变换器的两个振荡电路(由探测线圈2或3-电容7，11-电位计6-操作放大器8组成)被调节到相对于所选择的供电频率谐振。在此情况下由于探测线圈2、3、4的差分连接输出信号的强度大约为零。电位计6所设定的输出电压更精确到零值，这使得补偿探测线圈2、3的初始(内在)阻抗值中的一些差额。

如果受测试目标物仅被放置在一个探测线圈2或3(图2、3)的侧面，即第一个，所以第二个线圈保持对第一个线圈的内在阻抗进行补偿(即，在没有受测试目标物的情况下)。因此，测量的附加误差的附加项被补偿，即，温度的变化对探测线圈2、3的阻抗值的影响相同。这是由于线圈被差分连接的事实，输出的信号保持不受影响；其值正比于在第一线圈2中的目标物的耦合阻抗值和附加线圈的阻抗值的比率。这是由于线圈2、3、4根据比率计电路而连接的。因此考虑到温度对受测试目标物的电磁和几何特性以及耦合阻抗的影响，这很大程度上补偿了附加误差的重复项(即灵敏性误差)。

当受测试目标物相对于探测线圈2、3对称设置，变换器输出信号保持为零，由于在此情况下不仅是它们的内在阻抗而且耦合阻抗(相同的)被相互补偿。这是对附加误差项的等价补偿，由于所有的系统“传感器-目标物”的组成部分是处于相同的条件下。

如果受测试目标物相对于探测线圈2、3不对称安置(如：距所述的线圈有偏移(图4-5)或具有一个不对称的形状(图6)或者一个不均一性结构。所以耦合线圈阻抗是不同的，输出电压正比于所述的阻抗间的差值和附加线圈4的阻抗的比率。因此，测量的重复性误差很大程度上被补偿，所述的误差是由于耦合阻抗的根据温度的变化(通过在受测试目标物的电磁和几何特性)，由于探测线圈2、3的差分连接降低了它们的内在阻抗从而补偿了零设置误差。

当对探测线圈2、3的导线施加一个逆相的幅值为U的交流电压，在线圈2、3、4中的电流可以用以下公式表示：

$I=\frac{2U}{Z_1+Z_2+Z_3}---\left(1\right)$

其中Z₁、Z₂、Z₃分别是探测线圈2、3和附加线圈4的阻抗。附加线圈4的阻抗Z₃远远大于探测线圈2、3的阻抗，因此可以假设Z₁+Z₂+Z₃≈Z₃以便：

$I=\frac{2U}{Z_3}---\left(2\right)$

图1所示的在A、B点的电压如下：

$U_A=U-{\mathrm{IZ}}_1=U\frac{Z_3-2Z_1}{Z_3}---\left(3\right)$

$U_B=-U+{\mathrm{IZ}}_2=U\frac{{2Z}_2-Z_3}{Z_3}---\left(4\right)$

然后输出电压U_out(即在操作放大器8的输出端的电压)如下：

$U_{\mathrm{out}}=k_A{U}_A+k_B{U}_B=U[k_A(1-\frac{2Z_1}{Z_3})+k_B(\frac{{2Z}_2}{Z_3}-1)]---\left(5\right)$

$k_B=\frac{R_{\mathrm{oc}}}{R_B};k_A=\frac{R_{\mathrm{oc}}}{R_d}---\left(6\right)$

其中k_A，k_B表示在输入端A和B的变换比率。R_oc是操作放大器8的反馈阻抗9，R_A，R_B表示于A和B点连接的电位计6的部分的电阻。

线圈2、3和4的每个的阻抗可以通过如下的质量Q值表达：

$Z=R+\mathrm{j\ωL}=R(1+j\frac{\mathrm{\ωL}}{R})=R(1+\mathrm{jQ})---\left(7\right)$

在没有受测试目标物10的情况下全部三个线圈2、3、4的质量因子选定为Q₁＝Q₂＝Q₃其中：

$\frac{Z_1}{Z_2}=\frac{R_1(1+{\mathrm{jQ}}_1)}{R_3(1+{\mathrm{jQ}}_3)}=\frac{R_1}{R_2}\·\frac{Z_2}{Z_3}=\frac{R_2(1+{\mathrm{jQ}}_2)}{R_3(1+{\mathrm{jQ}}_3)}=\frac{R_2}{R_3}---\left(8\right)$

表达式(5)设定如下公式：

$U_{\mathrm{out}}=U[k_A(1-\frac{{2R}_1}{R_2})+k_B(\frac{{2R}_2}{R_3}-1)]---\left(9\right)$

在R₁＝R₂ U_out＝0，当k_A＝k_B时，即R_A＝R_B。但是即使探测线圈2、3不是绝对相同，即：R₁≠R₂，通过用电位计6适当地调节电位计部分的电阻R_A，R_B和变换比率k_A，k_B可以在电路的输出端设定为零电压。在此情况下，输出信号不仅幅值而且相位将等于零，这增加了电路的分辨率。

当温度条件偏离了额定值，探测线圈2、3的电阻值根据如下表达式变化：

       R(t)＝R₀[1+α(t-t₀)]                 (10)

其中t表示线圈2、3、4的导线的温度，R₀是在额定温度t₀的线圈电阻。α表示电阻的温度系数。代入(10)和(9)中，得到：

$U_{\mathrm{out}}=U[k_A(1-\frac{{2R}_{10}}{R_{30}})+k_B(\frac{{2R}_{20}}{R_{30}}-1)]---\left(11\right)$

显而易见当没有受测试目标物10时，电路的输出信号不受温度变化的影响。

当受测试目标物对探测线圈2、3施加相同的影响时，表达式(11)还保持其有效性。当受测试目标物10对探测线圈2、3产生不同的影响或仅对它们之一产生作用，U_out的表达式由公式(5)表示，其中探测线圈2、3的每个的阻抗可以用内在阻抗Z₀与耦合阻抗ΔZ表示：

      Z₁＝Z₁₀+ΔZ₁，Z₂＝Z₂₀+ΔZ₂            (12)

假设Z₁₀＝Z₂₀以及k_A＝k_B＝k，从公式(5)得到：

$U_{\mathrm{out}}=2\mathrm{Uk}\frac{{\mathrm{\ΔZ}}_2-{\mathrm{\ΔZ}}_1}{Z_3}---\left(13\right)$

即，输出电压不受探测线圈2、3的初始(内在)阻抗的影响。这就等价于补偿了温度误差和任何附加误差的附加项，既然探测线圈2、3两者都在相同的物理条件下，物理条件的任何变化对它们的阻抗的影响是相同的，等式Z₁₀＝Z₂₀保持不受影响。

ΔZ₁/ΔZ₃和ΔZ₂/Z₃的关系的存在是由于探测线圈2、3的连接和附加线圈4的比率计电路。这使得很大程度上补偿附加误差(受温度影响)的重复项成为可能，既然所有的线圈2、3、4具有相同的物理条件，而阻抗ΔZ和Z₃具有相同的有效感应行为。

在本传感器的电路中提供的差分连接高Q谐振电路确保了对探测线圈的阻抗的变化的高度灵敏性。进而，所述的谐振电路还增加了传感器电路的抗噪性，由于每个串联的谐振电路用作为克服低频噪声的带通滤波器。提供的附加电容为谐振电路的较高的质量因子做出了贡献。

Claims (11)

1.一种差分涡流传感器，包括一个与受测试目标物(10)配合使用的主检测器(1)，其包括两个相似的探测线圈(2、3)，每个探测线圈设有一个第一输出端和第二输出端，第二输出端上施加一个电压，一个电子单元(5)与所述的主检测器(1)连接，所述的电子单元包括一个电阻元件，一个电容元件(7)和一个信号放大器，在信号放大器的输出端形成输出信号，其特征在于：所述的主检测器(1)还包括一个附加线圈(4)，其设有第一导线和第二导线，附加线圈通过这些导线分别与第一和第二探测线圈的第一输出端连接；所述的电子单元(5)的电阻元件为一个电位计(6)，信号放大器作为一个操作放大器(8)，其不倒相输入端接地，通过电容元件将倒相输入端连接到电位计的中点；电位计的第一和第二导线分别连接到附加线圈(4)的第一和第二导线，探测线圈(2、3)的第一导线，探测线圈(2、3)的施加逆相交流电压的第二导线。

2.根据权利要求1所述的差分涡流传感器，其特征在于：第一和第二探测线圈(2、3)的阻抗相等，附加线圈的阻抗值大于每个探测线圈(2、3)的阻抗值。

3.根据权利要求1所述的差分涡流传感器，其特征在于：在没有受测试目标物(10)的情况下，第一和第二探测线圈(2、3)和附加线圈(4)的品质因数值相等。

4.根据权利要求1所述的差分涡流传感器，其特征在于：它还包括一个第一线圈架(13)，在其上串联和同轴设置有第一探测线圈(2)，附加线圈(4)和第二探测线圈(3)。

5.根据权利要求4所述的差分涡流传感器，其特征在于：第一线圈架(13)设有一个容纳受测试目标物(10)的轴心(14)。

6.根据权利要求1所述的差分涡流传感器，其特征在于：附加线圈(4)由两个相互串联的部分(41，42)组成，差分涡流传感器还包括第二线圈架(15)，在其上设置有第一探测线圈(2)和附加线圈(4)的第一部分(41)，以及第三线圈架(16)在其上设置有第二探测线圈(3)和附加线圈(4)的第二部分(42)，在所述的第一和第二探测线圈(2、3)之间插设受测试目标物(10)。

7.根据权利要求1所述的差分涡流传感器，其特征在于：所选择的附加线圈(4)的最大剖视尺寸的一半小于从附加线圈(4)到受测试目标物(10)的最小的轴向距离。

8.根据权利要求5所述的差分涡流传感器，其特征在于：附加线圈(4)的轴向长度超过受测试目标物(10)的长度，允许受测试目标物在第一线圈架(13)的轴心内的线性位移。

9.根据权利要求5所述的差分涡流传感器，其特征在于：全部所述的线圈(2、3、4)的总轴向长度小于受测试目标物(10)的长度。

10.根据权利要求1所述的差分涡流传感器，其特征在于：它还包括一个第二电容元件(11)，其连接到电位计中点导线和操作放大器(8)的输出端。

11.根据权利要求10所述的差分涡流传感器，其特征在于：第一和第二探测线圈(2、3)，第一和第二电容元件(7、11)，电位计(6)和操作放大器(8)具有这种电子参数，在没有受测试目标物(10)的情况下，第一和第二探测线圈(2、3)和与它们连接的电位计(6)，第一和第二电容元件(7，11)和操作放大器(8)构成一个品质因数值从10到20的串联谐振电路。

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