02-09-2025-Mechanical Measurements - Eddy Current Displacement Sensor [EN]-[IT]

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ENGLISH

02-09-2025-Mechanical Measurements - Eddy Current Displacement Sensor [EN]-[IT]
With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic in question.
(Lesson/article code: QE_26)

Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

Introduction
An eddy current displacement sensor is a device that measures the displacement of a metal object without physical contact and uses the principle of eddy currents. Its unique feature is that it is a non-contact sensor capable of measuring the displacement, position, or vibration of a metal object.
Technically, it generates an electromagnetic field and detects the vibrations caused by eddy currents induced in nearby conductive materials.
Below is an image of an eddy current displacement sensor.

Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

Operating principle

Image created with artificial intelligence, the software used is Napkin.ai

The eddy current displacement sensor uses the physical phenomenon of eddy currents to measure the distance between the sensor and a conductive metal object.
Details on how the eddy current displacement sensor works
Below is its operation, broken down into steps:
1- The sensor has a coil that generates an alternating electromagnetic field.
2- When a metal object approaches the field, eddy currents are generated on its surface.
3- These currents induce an opposing magnetic field, which changes the coil's impedance.
4- The change in impedance is proportional to the distance between the sensor and the object, allowing for precise measurement of the displacement.

Below is a sketch summarizing the operating principle just described.

Image created with artificial intelligence, Microsoft Copilot software used

The eddy current displacement sensor has three main characteristics.

1. It is capable of non-contact measurement.
2. It has high accuracy and resolution.
3. This sensor is particularly suitable for industrial environments with normal and extreme conditions.
   However, it presents some challenges, which I will try to explain below.

Application Issues

Image created with artificial intelligence, the software used is Napkin.ai

Before using an eddy current displacement sensor, several critical issues must be considered. Listed below are the application issues to consider when designing a system incorporating this type of sensor.
The Material
This sensor only works with conductive materials such as metals.
The Temperature
If the environment in which it is installed experiences significant temperature variations, these can alter the electrical properties of the materials and the sensor's electronics. When this happens, accuracy is compromised.
Geometry of the object to be detected
If the object to be detected has irregular, rough, or non-planar surfaces, unstable readings may occur. Furthermore, it is important that the object and the sensor are properly aligned.
Interference
This type of sensor is sensitive to external electromagnetic fields, which can alter the measurement.
Distance Limit
The measurement range is generally limited to a few millimeters, making it unsuitable for large displacements; that is, the sensor can only detect the object at short distances.

Conclusions
The eddy current displacement sensor is an effective solution for measuring position and distance in industrial environments; its response is precise and reliable. However, when using it, some critical issues must be considered, which should not be introduced into the measurement system because they would distort the measurement. We can say that, if correctly installed, it is an excellent sensor that offers excellent performance.

Question
The eddy current displacement sensor is a measuring instrument based on a principle known since the 19th century, but it was only transformed into an industrial sensor in the 20th century. Did you know, however, that it all arose from the study of the phenomenon of eddy currents by the French physicist Léon Foucault (that

ITALIAN

02-09-2025-Misure meccaniche - Sensore di spostamento a correnti parassite [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: QE_26)

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Introduzione
Un sensore di spostamento a correnti parassite è un dispositivo che misura lo spostamento di un oggetto metallico senza contatto fisico e sfrutta il principio delle correnti parassite. La sua particolarità è che è un sensore non a contatto in grado di misurare lo spostamento, la posizione o la vibrazione di un oggetto metallico.
Tecnicamente genera un campo elettromagnetico e rileva le vibrazioni causate dalle correnti parassite indotte nel materiale conduttivo vicino.
Qui di seguito un'immagine che rappresenta un sensore di spostamento a correnti parassite.

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Principio di funzionamento

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Napkin.ai

Il sensore di spostamento a correnti parassite sfrutta il fenomeno fisico delle correnti parassite per misurare la distanza tra il sensore e un oggetto metallico conduttivo.
dettagli del funzionamento del sensore di spostamento a correnti parassite
Qui di seguito il suo funzionamento diviso in passi:
1-Il sensore possiede una bobina che genera un campo elettromagnetico alternato.
2-Quando un oggetto metallico si avvicina al campo, si generano correnti parassite sulla sua superficie.
3-Queste correnti inducono un campo magnetico opposto, che modifica l’impedenza della bobina.
4-La variazione dell’impedenza è proporzionale alla distanza tra il sensore e l’oggetto, permettendo una misura precisa dello spostamento.

Qui di seguito uno schizzo che riassume il principio di funzionamento appena descritto.

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Il sensore di spostamento a correnti parassite ha tre caratteristiche principali.
1-Esso è in grado di effettuare una misura senza contatto
2-Ha un elevata precisione e risoluzione
3-Questo sensore è particolarmente adatto negli ambienti industriali con condizioni normali ed estreme.
Tuttavia presenta delle problematiche che proverò a spiegare qui sotto.

Problematiche di applicazione

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Napkin.ai

Prima di usare un sensore di spostamento a correnti parassite bisogna considerare alcune criticità. Qui di seguito sono elencate le problematiche di applicazione da considerare durante la progettazione di un sistema in cui si vuole inserire questa tipologia di sensori.
Il materiale
Questo sensore funziona solo con materiali conduttivi come i metalli
La temperatura
Se nell’ambiente in cui è inserito ci sono delle particolari variazioni di temperatura, queste possono alterare le proprietà elettriche dei materiali e dell’elettronica del sensore. Quando succede questo la precisione viene compromessa.
Geometria dell’oggetto da rilevare
Se l’oggetto da rilevare ha superfici irregolari, ruvide o non planari possono verificarsi delle letture instabili, inoltre è importante che l’oggetto ed il sensore siano ben allineati.
Interferenze
Questa tipologia di sensore è sensibile a campi elettromagnetici esterni. Questi possono alterare la misura.
Limite di distanza
Il range di misura è generalmente limitato a pochi millimetri, quindi non adatto per spostamenti ampi, cioè il sensore può rilevare l’oggetto solo a distanze brevi.

Conclusioni
Il sensore di spostamento a correnti parassite rappresenta una soluzione efficace per la misura di posizione e distanza in ambienti industriali, la sua risposta è precisa ed affidabile. Tuttavia quando si applica bisogna considerare alcune criticità che non bisogna introdurre nel sistema di misurazione perché andrebbero a falsare la misura. Possiamo dire che se è correttamente installato è un ottimo sensore che offre prestazioni eccellenti.

Domanda
Il sensore di spostamento a correnti parassite è uno strumento di misura basato su un principio noto fin dall’Ottocento, ma che venne trasformato in sensore industriale solo nel XX secolo. Sapevate che il tutto però nacque dalla studio del fenomeno delle correnti parassite fatto dal fisico francese Léon Foucault (quello del pendolo di Foucault) nel 1850 circa?

THE END