電渦流效應(yīng)是指：當(dāng)金屬導(dǎo)體處于交變磁場(chǎng)中時(shí)，表面會(huì)因電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)因電阻的存在而發(fā)生自行閉合的游渦狀電渦流，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。見(jiàn)圖16-1所示。

當(dāng)大于100kHz的高頻電壓施加于電感線圈時(shí)，將產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)H₁。若金屬導(dǎo)體處于該交變高頻磁場(chǎng)時(shí)，將產(chǎn)生電渦流I₂，并因此產(chǎn)生與高頻磁場(chǎng)H₁方向相反的感生磁場(chǎng)H₂，因?yàn)殡妶?chǎng)效應(yīng)存在，電渦流H₂于導(dǎo)體縱深方向分布并非均勻，僅集中于金屬導(dǎo)體表面，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)，亦稱趨膚效應(yīng)。

一般講，集膚效應(yīng)與激勵(lì)源頻率、金屬導(dǎo)體電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率等有關(guān)。激勵(lì)源頻率越高，電場(chǎng)效應(yīng)越強(qiáng)烈；電渦流縱深度越小，集膚效應(yīng)越強(qiáng)烈。由于集膚效應(yīng)的存在，電渦流只能檢測(cè)金屬表面的各種物理參量。

圖中的電感線圈在電路學(xué)中可等效為電阻、電感串聯(lián)回路。而感生磁場(chǎng)H₂與高頻磁場(chǎng)H₁的方向相反，意味著對(duì)交互磁場(chǎng)的作用將相互抵消，另外，感生磁場(chǎng)H₂還將對(duì)等效電路的阻抗產(chǎn)生作用，感生磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，對(duì)等效阻抗變化作用越大。

激勵(lì)源頻率f、金屬導(dǎo)電率δ、磁導(dǎo)率µ都會(huì)影響電渦流的縱深度。當(dāng)縱深度較淺時(shí)，電渦流流經(jīng)導(dǎo)體的橫截面積很小，等效電阻很大，電渦流電流強(qiáng)度I₂較小。綜上可知，此時(shí)感生磁場(chǎng)H₂對(duì)高頻線圈的等效阻抗影響也較小。

從實(shí)驗(yàn)得知，高頻線圈的等效阻抗不僅受f、δ、µ以及激勵(lì)電流I₁等有關(guān)，更重要的是高頻磁場(chǎng)對(duì)金屬導(dǎo)體的作用距離X有關(guān)。

根據(jù)電路理論，結(jié)合上述討論可列出高頻線圈等效阻抗Z的函數(shù)表達(dá)式：

式中    R——高頻線圈的直流阻抗；

jωL——線圈直流感抗。

如果(16-1)式中，維持f、δ、µ、I₁等因子不變，等效阻抗Z為作用距離X的單值函數(shù)，依此可制作成測(cè)量位移的傳感器。

若保持z、I₁、f等參數(shù)不變，可以制作檢測(cè)被測(cè)材質(zhì)的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率以及硬度等物理參數(shù)的傳感器。