电涡流式传感器的静态标定.docx

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1、电涡流式传感器的静态标定一、实验目的了解电涡流传感器的原理及工作性能。二、实验仪器涡流变换器、电压/频率表、测微头、铁测片、涡流传感器、示波器、振动平台、主、副电源。三、基本原理成块的金属物体置于变化的磁场，或在磁场中运动时，在金属导体内会感应出圈圈的自相闭合的电流，即电涡流。如图11.1,当通以交变电流的线圈接近或远离金属导体时，由交变电流在线圈周围空间产生的交变磁场将使金属导体内感应出电涡流。电涡流的大小与金属导体的电阻率、磁导率、厚度、线圈到金属导体的距离、线圈中交变电流的大小和频率有关。利用电涡流特性制成的电涡流传感器可以对位移、振幅、温度、磁导率等量进行非接触测量。实验仪上的电涡流传

2、感器由安装在支架上的线圈和固定在振动平台上的金属圆片组成，它可以测量平台的位移、振幅、荷重等。图11.1电涡流的形成四、实验内容与步骤1.安装好电涡流线圈和金属涡流片，注意两者必须保持平行，必要时可稍许调整探头角度，安装好螺旋测微仪，将电涡流线圈的上端对应接入涡流变换器输入端，涡流变换器输出端接电压表20V档。2,开启仪器电源，调节测微头位移将电涡流线圈与金属涡流片分开一定距离，此时输出端有一电压值输出，用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形，信号频率约为IMHZo3 .用螺旋测微仪带动振动圆盘使电涡流线圈贴紧金属涡流片，此时涡流变换器输出电压为零，涡流变换器中的振荡电路停振。4

3、 .旋动螺旋测微仪使电涡流线圈离开金属涡流片，从电压表开始有读数起每位移0.25mm记录一个读数，并用示波器观察变换器的高频振荡波形，将V-X数据填入下表，作出V-X曲线，指出线性范围，求出灵敏度。图11.2涡流传感器接线示意图位移(mm)O-0.25-0.5-0.75-1.0-1.25-1.5-1.75-2.0-2.25电压(V)O00000-0.24-1.82-2.38-2.87位移(mm)-2.5-2.75-3.0-3.25-3.5-3.75-4.0-4.25-4.5-4.75电压(V)-3.33-3.75-4.14-4.50-4.84-5.16-5.45-5.72-5.96-6.191

4、为流传感器Lj示CXl五、实验结果与分析根据所得结果计算系统灵敏度S=AV/AX(式中AV为F/V显示的相应电压变化，AX为梁的自由端位移的变化)。由测得的实验数据可绘得涡流传感器的位移变化与电压大小的关系如下由图可知，电涡流传感器的线性区域在-1.75之后，其灵敏度计算如下Sl.2=VX=(-2.38-(-1.82)/(-0.25)=2240VmS2.3=VX=(-2.87-(-2.38)/(-0.25)=1960VmSx4=VX=(-3.33-(-2.87)/(-0.25)=1840VmS4.5=V/X=(-3.75-(-3.33)/(-0.25)=1680VmS5,6=V/X=(-4.1

5、4-(-3.75)/(-0.25)=1560VmS6.7=V/X=(-4.5-(-4.14)/(-0.25)=1440VmS7.8=VX=(-4.84-(-4.5)/(-0.25)=1360VmS8.9=VX=(-5.16-(-4.84)/(-0.25)=1280VmS9.10=VX=(-5.45-(-516)/(-0.25)=1160VmSioji=VX=(-5.72-(-5.45)/(-0.25)=1080VmSu.12=V/X=(-5.96-(-5.72)/(-0.25)=960VmSl2,l3=V/X=(-6.19-(-5.96)/(-0.25)=920Vm故灵敏度S的平均值为1456.7Vm六、思考问题(1)涡流传感器最大的特点是什么？答：电涡流传感器结构简单，灵敏度高，测量范围大，分辨率高(可达1微米)，动态特性好，抗干扰能力强，可用于非接触动态测试。常用于测量位移、振动、零件厚度和表面裂纹等。(2)本实验采用了什么样的变换电路？本实验中电涡流传感器的测量电路采用定频调幅式测量电路。