摘要
为实现微孔直径和深度非接触式测量,提出一种利用电涡流效应的测量方法,由单层多匝线圈构成的测量线圈在目标体上方匀速经过被测微孔过程中,测量线圈电感值变化的时间与微孔的直径成正比;测量线圈电感峰值与微孔直径的二次方具有线性关系,该线性关系的斜率与微孔的深度成正比。根据等效涡流环模型,建立测量线圈电感值与微孔直径和深度之间的数学模型,利用COMSOL有限元仿真,分析测量过程中微孔直径和深度对测量线圈电感值的影响规律,仿真结果与等效涡流环模型分析结果一致。搭建微孔直径和深度的电涡流测量系统,实现直径1.5~5 mm,深度0.1~0.5 mm的微孔测量。当微孔直径大于3 mm,微孔深度大于0.3 mm时,微孔直径测量相对误差在±2%内。微孔深度的测量分辨率为0.01 mm,在微孔直径大于2.5 mm时,微孔深度的测量误差小于0.02 mm。
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