电涡流式传感器实验

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1、实验报告实验课程：《传感器与检测技术》实验名称：电涡流式传感器实验一、实验目的：1、了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。二、基本原理：1)电涡流传感器位移实验通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。2)被测体材质对电涡流传感器特性影响:涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆

2、片。四、实验步骤及数据记录：电涡流传感器位移实验1．根据图2-1安装电涡流传感器。2．观察传感器结构，这是一个平绕线圈。3．将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有L的两端插孔中，作为振荡器的一个元件。如图2-2所示。图1-1电涡流传感器安装示意图4．在测微头端部装上铁质、铝质、铜质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。图1-2电涡流传感器位移实验接线图5．将实验模板输出端Vo与数显单元输入端Vi相接。数显表量程切换开关选择电压20V档。用连结导线从主控台接入15V直流电源接到模板上标有＋15V的插孔中。6．使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱

3、电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-1、表2-2和表2-3。表2-1被测体为铁圆片时的位移与输出电压数据X（mm）1.51.71.92.12.32.52.72.93.13.3V(v)0.00150.00520.05190.1490.2530.3630.4780.5940.7130.828X（mm）3.53.73.94.14.34.54.74.95.15.3V(v)0.9411.0541.1611.2691.3721.4721.5651.6551.7401.821表2-2被测体为铝圆片时的位

4、移与输出电压数据X（mm）0.00.20.40.60.81.01.21.41.6V(v)0.1140.3150.5300.7450.9511.1351.3181.4771.630X（mm）1.82.02.22.42.62.83.03.23.4V(v)1.7531.8721.9832.092.182.262.332.392.44X（mm）3.63.84.04.24.44.64.85.0V(v)2.502.542.582.612.652.682.702.73表2-3被测体为铜圆片时的位移与输出电在数据X（mm）0.00.20.40.60.81.01

5、.21.41.6V(v)0.0030.1080.2960.4950.6860.8751.0541.2221.380X（mm）1.82.02.22.42.62.83.03.23.4V(v)1.5121.6451.7621.8741.9642.072.142.222.29X（mm）3.63.84.0V(v)2.352.392.447．根据表2-1数据，画出V－X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和线性度，根据表2-2和表2-3分别计算量程为1mm和3mm时的灵敏度和非线性误差（

6、线性度）。（可以用端基法或其它拟合直线）。8．分别比较本实验所得结果进行小结。五、实验数据处理：1、被测体为铁片时：当量程为1mm时，A==-0.619B==0.378Y=0.378X-0.619灵敏度S1=0.378δf1==53.5%当量程为3mm时，A=-0.92B=0.53其拟合方程为Y=0.53X-0.92灵敏度S2=0.53δf2==4.22%当量程为3.8mm时，A=-0.896B=0.52其拟合方程为Y=0.52X-0.896灵敏度S2=0.520.1175δf2==3.09%2、被测体为铝片时：当量程为1mm时,A=0.12B

7、=1.03其拟合方程为Y=1.03X+0.12灵敏度S1=1.03δf1==1.5%当量程为3mm,A=0.302B=0.74其拟合方程为Y=0.74X+0.302灵敏度S2=0.74δf2==6.4%3、被测体为铜片时:当量程为1mm时,A=-0.039B=0.899其拟合方程为Y=0.899X-0.039灵敏度S1=0.899δf1==4.2%当量程为3mm时,A=0.076B=0.744其拟合方程为Y=0.744X+0.076灵敏度S2=0.744δf1==5.6%六、思考题：1．电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量

8、程应如何设计传感器？答：电涡流传感器内有一个桥式电路，是根据不同的探头而设计的，不同的电路，应用于不同的探头，测量量程大，探头线圈也要随着增大，传感器