分享一個巧妙的相位差檢測電路

在發射線圈施上交流電壓，產生交流電流并在空間生成交流磁場，

該磁場在接收線圈感應用電動勢，并通過調理電路處理，最終得到電壓信號送入處理器，計算得到待測物導致的發射信號與接收信號之間的相位差，

根據這一相位差判斷待測物的類型。

不存在待測物的情況

當不存在待測物時，發射線圈的等效電路由電阻和電感組成，如下圖：

發射線圈等效電路

其中R1為線圈電阻，其電阻值大概為4Ω；L1為線圈電感，其電感量大概為 10mH。

其阻抗表示為：

存在待測物的情況

發射線圈通入交流電流I1時，線圈周圍產生一個交變磁場H1。

當待測物位于線圈磁場范圍內時，待測物內部生產感應渦流電流I2，

渦流信號在待測物附近產生交變磁場H2，渦流的中心之處H1和H2同軸但是方向相反。

因此，原有外部磁場被削弱，導致線圈的等效阻抗、相位均發生變化。

渦流示意圖

線圈和待測物視為兩個互感的耦合線圈。

等效電路如圖所示：

待測物渦流影響下的等效電路

其中R1為發射線圈的電阻，L1為發射線圈的電感，R2為待測物渦流效應的等效電阻，L2為待測物渦流效應的等效電感，M為發射線圈與待測物之間的互感。

根據基爾霍夫定律，在發射線圈側，有：

在待測物側，有：

聯立上述兩式，求解，得到：

對于不同類型的待測物，由于待測物的影響，

將使得發射線圈的等效電阻增大，而等效電抗可增大，或者減少。

通過判斷等效電抗增大或者減小，實現對待測物進行分類。

審核編輯：劉清