电涡流式传感器性能测试.doc

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1、电涡流式传感器性能测试一、实验目的：1、了解涡流式传感器的原理及工作性能；2、了解被测体材料对涡流传感器性能的影响；3、了解电涡流式传感测量振动的原理和方法；4、了解电涡流传感器在静态测量中的应用。二、实验内容：1、电涡流式传感器的静态标定实验；2、被测体材料对电涡流传感器特性的影响实验；3、电涡流式传感器的应用实验（振幅测量、电子秤）（一）电涡流式传感器的静态标定实验实验单元及附件：涡流变换器F/V表测微头铁测片涡流传感器示波器振动平台主、副电源。实验原理：电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上产生电涡流，电涡流的大小影响线圈

2、的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、厚度、以及线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。实验步骤：（1）装好传感器（传感器对准铁测片安装）和测微头。（2）观察传感器的结构，它是一个扁平线圈。（3）用导线将传感器接入涡流变换器输入端，将输出端接至F/V表，电压表置于20V档，见图5-1，开启主、副电源。图5-1（4）用示波器观察涡流变换器输入端的波形。如发现没有振荡波形出现，将传感器远离被测体。可见，波形为波形，示波器的时基为us/cm，故振荡频率

3、约为。（5）调节传感器或铁片的高度，使传感器与被测铁片接触，从此开始读数，记下示波器及电压表的数值，填入下表：建议每隔0.10mm~0.50mm读数，到线性严重变坏为止。根据实验数据。在座标纸上画出V-X曲线，指出大致的线性范围，求出系统灵敏度。（最好能用误差理论的方法求出线性范围内的线性度、灵敏度）。可见，涡流传感器最大的特点是，传感器与被测体间有一个最佳初始工作点。这里采用的变换电路是一种。实验完毕关闭主、副电源。X（mm）VP-PV（v）注意事项：被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行，并将探头尽量对准被测体中间，以减少涡流损失。（二）被测体材料对电涡流传感器特性的影响实

4、验实验单元及附件：涡流传感器涡流变换器铁测片F/V表测微头铝测片振动台主、副电源。实验步骤：（1）安装好涡流传感器，调整好位置。装好测微头。（2）按图5-1接线，检查无误，开启主、副电源。（3）从传感器与铁测片接触开始，旋动测微头改变传感器与被测体的距离，记录F/V表读数（F/V表置20V档）。到出现明显的非线性为止，然后换上铝测片重复上述过程，结果填入下表（建议每隔0.05mm读数）：根据所得结果，在同一座标纸上画出被测体为铝和铁的两条V-X曲线，计算灵敏度与线性度，比较它们的线性范围和灵敏度。关闭主、副电源。可见，这种电涡流式传感器在被测体不同时必须重新进行工作。注意事项：

5、（1）传感器在初始时可能会出现一段死区。（2）此涡流变换器线路属于变频调幅式线路，传感器是振荡器中一个元件，因此被测材料与传感器输出特性之间的关系与定频调幅式线路不同。（三）电涡流式传感器的应用—振幅测量实验单元及附件：电涡流传感器涡流变换器差动放大器电桥铁测片直流稳压电源低频振荡器激振线圈F/V表示波器主、副电源。旋钮的初始位置：差动放大器增益置最小（逆时针到底），直流稳压电源置±4V档。实验步骤：（1）转动测微器，将振动平台中间的磁铁与测微头充分分离，使梁振动时不至于再被吸住（这时振动台处于自由静止状态），适当调节涡流传感器头的高低位置（目测），以前面实验的结果（线性范围的

6、中点附近为佳）为参考。（2）根据图5-2的电路结构接线，将涡流传感器探头、涡流变换器、电桥平衡网络、差动放大器、F/V表、直流稳压电源连接起来，组成一个测量线路（这时直流稳压电源应置于±4V档），F/V表置20V档，开启主、副电源。图5-2（3）调节电桥平衡网络，使电压表读数为零。（4）去除差动放大器与电压表连线，将差动放大器的输出与示波器连起来，将F/V表置2KHz档，并将低频振荡器的输出端与频率表的输入端相连。（5）固定低频振荡器的幅度旋钮至某一位置（以振动台振动时不碰撞其他部件为好），调节频率，调节时用频率表监测频率，用示波器读出峰峰值填入下表，关闭主、副电源。思考题：（

7、1）根据实验结果，可以知道振动台的自振频率大致是多少？（2）如果已知被测梁振幅度为0.2mm，传感器是否一害要安装在最佳工作点？（3）如果此传感器仅用来测量振动频率，工作点问题是否仍十分重要？（四）电涡传感器应用—电子秤实验单元及附件：涡流传感器涡流变换器F/V表砝码差动放大器电桥铁测片主、副电源。旋钮初始位置：电压表置20V档，差动放大器增益旋至最小。实验步骤：（1）按图5-2的电路接线。（2）根据前面实验的结果，调整传感器的位置，使其处于线性范围的始点位置附近处（与被测体之间的距离为线性