Lineare Optimierung von Parametern eines Wirbelstrom-Sensors am Beispiel der Abstandsmessung (Linear Optimisation of Parameters of an Eddy Current Sensor Used for a Displacement Measurement)
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Werner Ricken
Abstract
Der Beitrag beschäftigt sich mit dem modellgestützten Messen von Abständen mittels Wirbelstrom-Sensoren. Nichtlineares Verhalten von Skineffekt und Materialabhängigkeit der Diffusion des elektromagnetischen Feldes erschweren eine Signalverarbeitung auf weniger komplexen Mikroprozessoren. Der Mangel an einem geeigneten Modell war Motivation, ein Verfahren zur linearen Optimierung von Parametern des Wirbelstrom-Sensors zu entwickeln. Mithilfe eines linearen Ansatzes zwischen komplexer Impedanz und Einflussgrößen lassen sich optimierte Parameter berechnen. Linearkombinationen aus Impedanzen, die während der Kalibrierung erfasst wurden, bilden die notwendigen Bestimmungsgleichungen. Am Beispiel der Abstandsmessung wird gezeigt, dass sich der Einfluss z.B. der elektrischen Leitfähigkeit und der magnetischen Permeabilität deutlich verringert. Eine präzise Abstandsmessung ist daher auch ohne genaue Kenntnisse der Einflussgrößen möglich.
Abstract
The contribution deals with the model-based measurement of distances by an eddy current sensor. The non-linearity of the skin-effect and the dependency on material properties of the electromagnetic field diffusion restrict a signal processing running on less complex micro-processors. The absence of a qualified model motivates to develop a method of linear parameter optimisation of an eddy current sensor. By means of an approach of linearity between the complex impedance and the influencing variables the optimised parameters can be calculated. The linear combinations of measurements taken during the calibration process deliver the necessary evaluation equations. The displacement measurement for example shows that the influence of the electrical conductivity and the magnetic permeability is distinctly reduced. Therefore a precise displacement measurement can be predicted without any exact knowlegde of the influencing variables.
© 2004 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH
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