电涡流位移传感器的研制毕业论文

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1、题目：一种新型电涡流位移传感器的研制目录1绪论11.1电涡流传感器技术现状11.2本文的主要研究工作32.传感器的基本理论52.1传感器的定义52.2.传感器的组成52.3传感器的分类73.电涡流传感器基本原理83.1电涡流传感器的原理及分析83.1.1电涡流效应83.1.2电涡流作用原理83.1.3等效电路及分析94.测量系统硬件平台设计与实现124.1运动控制台的设计124.2处理器的选型134.2.1C8051F330的概述134.2.2C8051F330系列的开发环境154.3系统的硬件电路设计164.3.1测量电路的基本原理164.3.2方波产生电路174.3.3信

2、号放大电路184.3.4电源部分194.4本章小结205数据处理和分析215.1最佳仪表的静态特征的计算215.2特性曲线和拟合方程式225.3数据处理结果256.数据处理系统的单片机编程266.1数据采集系统设计266.1.1数据采集的基本原理266.2原程序的生成286.2.1原程序流程图286.2.2主程序代码317.总结与展望357.1工作总结357.2工作展望35致谢36参考文献371绪论1.1电涡流传感器技术现状随着科学技术的发展，在测试技术中，已广泛地采用非电量电测技术及其仪器。非电量电测技术具有下列主要优点：(1)测量的准确度和灵敏度高，测量范围广。(2)由于

3、电磁仪表和电子装置的惯性小，测量的反应速度快。即具有比较宽的频率范围。(3)能自动连续地进行测量，便于自动记录。(4)采用单片机微处理做成的仪器可与微型计算机一起组成测量系统。(5)可以进行远距离测量，从而能实现集中控制和远距离控制。(6)一般被测对象取用功率小，因而可以减小对被测对象的影响，提高测量精度。但在不少场合，还要求能对被测物体进行非接触测量。这是因为：（1）传感器测头与被测体接触，或者把传感器固定在被测体上时，相当于对被测体加一负载，这样会影响测量的精度；（2）在有些场合下，根本无法用接触的方法来测量，如对高速旋转轴的振动测量等。因此，在非电量电测技术领域中，非接

4、触测量方法及仪器的研究，一直是检测技术发展的一个重要方面。作为无接触测量的传感器，目前虽然已有多种，如电容检测法、电感监测法、超声检测法等等。但在工业生产或一般实验中，普遍适用的却不多。以前用的最多的是电感式和电容式两种，电感传感器虽然使用可靠，但是体积大，测量的线性范围小；电容传感器的体积小，结构简单，灵敏度高，但是测量的范围小，测量值受到介质和电磁场的影响较大，在现场使用亦有困难，因此都不能满足实际使用中的要求。目前，随着电光技术的发展，光电器件质量有了很大提高，光电检测法也成了一种很有前途的非接触测量的非电量测试技术。而同时，又发展了一种建立在电涡流原理上的传感器，即电

5、涡流传感器。它可以把位移、振幅、厚度、尺寸、裂纹等参数变换成电量来进行测量，并且具有测量线性范围大，结构简单，不受油污等介质的影响，频响宽，抗干扰能力强等优点。国外已用于汽轮机、空间压缩机等旋转轴的径向振动测量与轴向位移测量，并用来作为连续监控装置国内已研制成功了电涡流式位移振动测量仪和电厂汽轮机监视用位移计、偏心度计等。首先将电涡流现象和测量方法联系起来的是休斯在1879年的实验。而逐渐形成一种测试手段和技术是本世纪四、五年代后的事。此后德国的Rentique研究所和美国的BentlyNevada公司相继研究了电涡流传感器的原理，并逐渐发展出了产品及仪器。目前，生产ESC较

6、多的是国家是美、日、德、英等国家。一些产品（包括过国内的）的主要性能如表1.1:表1-1某些ECS主要技术性能国家生产单位型号线性范围（mm）分辨率（μm）工作温度(℃)端部直径（mm）频率范围（kHZ）美国BN1901.52.57.60～10日本AEC5P0510.350～10日本小野测器制作所VS-011150～10中国杭州自动化仪器厂CZF-1001.21-15～8070～20中国清华QH-310～7014在我们国家，研制电涡流检测仪器历史不过十多年，作为产品也只有十年。但是由于该类仪器本身的一些优点，一些仪器研制出来以后，很快被工业部门广泛用于测量位移、厚度、只寸、振

7、动、转速、压力、电导率以及金属材料探伤和缺陷检测等。鉴于上述的情况，可以这样认为，研制ESC并进一步提高其性能，并且针对某些特殊测试要求加以改进，是一项有价值、值得研究的工作。目前，电涡流传感器用的最多的是两个方面：一个是用于测试仪表，再就是用于监测保护系统。前者对精度、分辨率、线性度、稳定性等技术要求指标要求较高。随着生产的发展及科技水平的不断提高，对测试仪器的要求越来越高。而以往的电涡流传感器就能满足不了要求。例如：在机械行业中，高精度磨床的主轴回转精度的测量中，其主轴的径向跳动在0.5μ~2μ之间