传感器系统的工作原理是电涡流效应。当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频信号，该信号通过电缆送到探头的头部，在头部周围产生交变磁场h1。如果在磁场h1的范围没有金属导体接近，则发射到这一范围内的能量都会被释放；反之，如果有金属导体接近探头头部，则交变磁场h1将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与h1相反的交变磁场h2。由于h2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，既改变了线圈的有效阻抗。这种变化即与电涡流效应有关，又与静磁学效应有关，既与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、激励电流频率以及线圈到金属导体的距离参数有关。假定金属导体是均质的，其性能是线形和各向同性的，则线圈——金属导体系统的磁导率u、电导率σ、尺寸因子r、线圈与金属导体距离δ线圈激励电流i和频率ω等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数z=f（u，r，i，ω被测金属导体如果控制u，σ，r，i，ω恒定不变，那么阻抗z就成为距离的单值函数，由麦克斯韦尔公式，可以求得此函数为一非线形函数，其曲线为“s”型曲线，在一定范围内可以近似为一线形函数。在实际应用中，通常是将线圈密封在探头中，线圈阻抗的变化通过封装在前置器中的电子线路的处理转化成电压或电流输出。这个电子线路并不是直接测量线圈的阻抗，而是采用并连谐振法，见图1-3，即在前置器中将一个固定电容c0=c1×c2/（c1+c2）和探头线圈lx并连与晶体管t一起构成一个振荡器，振荡器的振荡幅值ux与线圈阻抗成比例，因此振荡器的振动幅度ux会随探头与被测间距δ改变。ux经检波滤波，放大，非线形修正后输出电压uo，uo与δ的关系曲线如图1—4所示，可以看出该曲线呈“s”形，即在线形区中点δ0处（对应输出电压uo）线性，其斜率（即灵敏度）较大，在线性区两端，斜率（灵敏度）逐渐下降，线性变差。（δ1，u1）——线性起点，（δ2，u2）——线性末点。
ne3100电涡流传感器系统的工作原理