电涡流传感器位移特性实验.docVIP

传 感 器 技 术 实验报告 实验序号： 实验二十三 系别： 电子通信工程系 班级： 电信****班 组别： 第七组 成员： ******* ****** 实验分析 ******* ***** 线路连接 ******** ***** 数据记录 ******** ***** 撰写报告 2015年3月30日 实验二十三 电涡流传感器位移特性实验 一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 二、基本原理：通以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。 三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模块、电涡流传感器、直流电源、数显单元（主控台电压表）、测微头、铁圆片。 四、实验步骤： 1、根据图8-1安装电涡流传感器。 2、观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。 3、将电涡流传感器输出线接入实验模块上标有Ti的插孔中，作为振荡器的一个元件。 4、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。 5、将实验模块输出端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。 6、用连接导线从主控台接入+15V直流电源到模块上标有+15V的插孔中，同时主控台的“地”与实验模块的“地”相连。 7、使测微头与传感器线圈端部有机玻璃平面接触，开启主控箱电源开关（数显表读数能调到零的使接触时数显表读数为零且刚要开始变化），记下数显表读数，然后每隔0.2mm（或0.5mm）读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表8-1。 表8-1 电涡流传感器位移X与输出电压数据 X（mm） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 V（v） 5.76 7.14 8.22 8.58 8.67 8.72 8.75 8.78 8.8 8.82 8.83 8、根据表8-1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、5mm时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。 量程为1mm的灵敏度可以通过公式y = 0.64ln(x) + 8.0079找到0.9和1.1处的值，取这两点的直线的斜率近似为1mm处的灵敏度。 直线公式为y = 4.197x – 1.75 即灵敏度为4.197 量程为3mm的灵敏度可以通过公式y = 0.64ln(x) + 8.0079找到2.9和3.1处的值，取这两点的直线的斜率近似为3mm处的灵敏度。 直线公式为y = 1.395x + 2.873 即灵敏度为1.395 量程为5mm的灵敏度可以通过公式y = 0.64ln(x) + 8.0079找到4.9和5.1处的值，取这两点的直线的斜率近似为5mm处的灵敏度。 直线公式为y = 0.845x + 4.972 即灵敏度为0.845 X（mm） V（mv） 拟合值 X（mm） V（mv） 0 5.76 5.762 0.5 7.14 7.524 0.9 7.8574 1 8.22 8.035 1.1 8.2532 1.5 8.58 8.301 2.9 8.7021 2 8.67 8.522 3.1 8.7945 2.5 8.72 8.696 4.9 8.9476 3 8.75 8.714 5 9.1616 3.5 8.78 8.793 4 8.8 8.835 4.5 8.82 8.911 5 8.83 9.074 五、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的量程应如何设计传感器？ 答：量程与线性度、灵敏度、初始值均有关系。如果需要测量±5mm的量程应使传感器在这个范围内线性度最好，灵敏度最高，这样才能保证的准确度。 2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据使用量程选用传感器？ 答：根据需要测量距离的大小，一般距离较大要求量程较大，且灵敏度要求不会太高，而且量程有正负；相反需要测量的距离较小，则对灵敏度要求较高，量程不需要太大，这样既能满足要求，同时又保证了测量的精确度。 六实验总结 +15V 图8-2 电涡流传感器位移实验接线图 接主控箱电源输出 Vi 地 接主控箱数显表 被测体 测微头