论依据。
(2)从电路设计上提高传感器的稳定性和线性度以及抗干扰能力，从而采用单片机技术扩展线性测量范围。本文通过高频LC振荡回路提高传感器输出频率，从而为后续电路的信号采样提供了稳定的信号，利用这种方法可以提高电路稳定性稳定性。 2.设计了传感器的测量电路及校准系统
将上面提出的提高电路稳定性的方法应用到电涡流传感器的实际测量电路中，完成了电路的调试；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的固高测量台和数据采集与处理系统组成的单片机系统对电涡流传感器输出信号进行处理。由于计算机在高性能和低价格方面的惊人进展，在测量领域，计算机的采用已成为求得高性能的综合性能。例如：使传感器本身的非线性线性化;消除来自传感器的噪声信号；自动校正受多种因素变化所影响的灵敏度和零点；自动环境温度补偿；具有一定的自诊功能。
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2.传感器的基本理论
2.1传感器的定义
传感器的概念来自“感觉”一词。人们为了研究自然现象，仅仅依靠人的五官获取外界信息是远远不够的。于是人们发明了能代替或补充人体五官功能的传感器，工程上也将传感器称为“变换器”。
根据国家标准《传感器通用术语》，传感器的定义为：“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用输出信号的转换元件以及相应的电子线路所组成。”这一定义所表达的传感器的主要内涵包括：
(1) 从传感器的输入端来看，一个指定的传感器只能感受的被测量，即传感器对规定的物理量具有最大的灵敏度和最好的选择性。例如，温度传感器只能用于测温，而不能同时还受其他物理量的影响。
(2) 从传感器的输出端来看，传感器的输出信号为“可用信号”。这里所谓的“可用信号”是指便于处理、传输的信号，最常见的是电信号、光信号等。可以预料，未来的“可用信号”或许是更先进、更实用的其他信号形式。
(3) 从输入与输出的关系来看，输入和输出之间的关系应具有“一定规律”，即传感器的输入与输出不仅是相关的，而且可以用确定的数学模型来描述，也就是具有确定规律的静态特性和动态特性。
传感器是信息检测的必要工具，是生产自动化、科学测试、计量核算、监测诊断等系统中必不可少的基础环节。通常是检测系统与被测量对象之间的接口，处于检测系统的输入端，其性能直接影响着整个检测系统，对检测精确度起着主要作用。一般来讲，自动检测装置中最初感受被测量并将它转换为可用信号输出的器件叫传感器，在工程上也称为探测器、换能器、测量头。
2.2.传感器的组成
传感器是一个完整的测量装置（或系统），能把被测非电量转换为与之有确定关系的有用电量输出，以满足信息的传输处理、记录、显示和控制等要求。
传感器一般由敏感元件、变换元件和其他辅助元件组成。但是随着传感器集成技术
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的发展，传感器的信号调理与转换电路也会安装在传感器的壳体内或者与敏感元件集成在同一芯片之上。因此，信号调理电路以及所需辅助电源都应作为传感器的一部分，如图1-1所示。
敏感元件——感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他量的元件，如膜片和波纹管，可以把被测量压力变为位移量。若敏感元件能直接输出量（如热电偶），就兼为传感元件和传感器就完全是融为一体的。
变换元件——又称传感元件，是传感器的重要元件。它可以直接感受被测量（一般为非电量）且输出与被测量成确定的关系的电量，如热电偶和热敏电阻。传感元件也可以不在直接感受被测量，而只感受与被测量成确定关系的其他非电量。例如，差动变压器式压力传感器，并不直接感受压力，而只是感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，然后输出电量。一般情况下使用的都是这种传感元件。
信号调理与转换电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路。信号调理与转换电路根据传感元件类型的不同有很多种类，常用的电路有电路、放大器、振荡器和阻抗变换器等。
传感器根据使用要求的不同，可以做得很简单，也可以做得很复杂；可以是带反馈的闭环系统，也可以是不带反馈的开环系统。因此，传感器的组成将依不同情况而有所差异。
被测量 非电量 电参量 电量 敏感元件 变换元件 信号调理与转换电路 辅助电源 图1-1 传感器组成框图
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2.3传感器的分类
传感器的种类很多。往往同一个种被测量可以用不同类型的传感器来测量，如压力可用电容式、电阻式、光纤式等传感器来进行测量；而同一原理的传感器又可以测量多种物理量，如电阻式传感器可以测量位移、温度、压力及加速度等。因此，传感器有许多种分类方法。常用的分类方法有： （1） 按被测量分类
机械量：位移、力、力矩、扭矩、速度、加速度、振动、噪声?? 热工量：温度、热量、流量（速）、风速、压力（差）、液位?? 物性参量:浓度、粘度、比重、酸碱度??
状态参量：裂纹、缺陷、泄露、磨损、表面质量??
这种分类方法也就是按用途进行分类，给使用者提供了方便，容易根据测量对象来对选择传感器。 （2） 按测量原理分类
按传感器的工作原理可分为电阻式、电感式、电容式、压点式、光电式、光纤、磁敏式、激光、超声波等传感器。现在传感器的测量电路都是基于物理、化学和生物等各种效应和定律，这种分类方法便于从原理上认识输入与输出之间的变换关系，有利于专业人员从原理、设计及应用上作归纳性的分析与研究。 （3） 按信号变换特征分类
结构型：主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变化的。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩现象测量温度，压电式传感器是利用石英晶体的压电效应实现测量等。 （4） 按能量关系分类
能量转换型：传感器直接由被测对象输入能量使其工作。例如热电偶、光电池等，这种类型传感器也称为有源传感器。
除了以上分类方法外，还可按照输出型号形式分为模拟式传感器和数字式传感器，按照测量方式分为接触式和非接触式传感器等。虽然分类方法各不相同，但了解传感器的分类可以加深理解、便于合理选用传感器。
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3.电涡流传感器基本原理
在机械振动技术研究和连续监视过程中，一再提出了无接触测量问题。作为无接触测量的传感器，以前用的很多的是电感仪和电容仪两种，电感传感器虽然使用可靠，但是体积大，测量的线性范围小；电容传感器的体积小，结构简单，灵敏度高，但是测量的范围小，测量值受到介质和电磁场的影响大，在现场使用亦有困难，因此都不能满足实际使用中的要求。为了克服上述两种传感器的缺点，发展了一种建立在电涡流原理上的传感器，即电涡流。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，频率宽，抗干扰能力强的优点。国外已用于汽轮机、空气压缩机等旋转的径向振动测量与轴向位移测量，并用来作为连续监控装置。国内已研制成功了电涡流式位移振幅测量仪和电厂汽轮机监视用位移计、偏心度计等
3.1电涡流传感器的原理及分析
3.1.1电涡流效应
当通过金属导体中的磁通发生变化时，就会在导体中感应电流，这种电流的流线在金属内自行闭合，通常称之为电涡流。电涡流的产生必然要消费一部分磁场能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化，电涡流传感器就是基于这种电涡流效应。
3.1.2电涡流作用原理
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