电涡流传感器测量位移特性实验报告
20##-04-27 12:11
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(五) 电涡流传感器位移实验
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板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。
四、实验步骤:1、根据图3-7安装电涡流传感器。
图3-7 电涡流传感器安装示意图
2、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板上标有L的两端插孔中,作为振荡器的一个元件(传感器屏蔽层接地)。
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、将实验模板输出端V0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直流电源到模板上标有+15V的插孔中。
7、使测微头与传感器线圈端部接触,开启主控箱电源开关,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3-4。
表3-4电涡流传感器位移X与输出电压数据
8、根据表4-4数据,画出V-X曲线,根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的佳工作点,试计 算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和线性度(可以用端基法或其它拟合直线)。
axis([10.5 18.5 0.66 7.9]);
coords=[10.5:1:18.5,19.5;0.66,2.01,3.35,4.55,5.55,6.32,6.90,7.34,7.67,7.9];
grid;
hold;
plot(coords(1,:),coords(2,:),'*');
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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
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电涡流传感器实验报告
38030414蔡达
一、 实验目的
1.了解电涡流传感器原理;
2.了解不同被测材料对电涡流传感器的影响。
二、 实验仪器
电涡流传感器实验模块,示波器:DS5062CE,微机电源:WD990型,士12V,万用表:VC9804A型,电源连接电缆,螺旋测微仪
三、实验原理
电涡流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,在与其平行的金属片上会感应产生电涡流,电涡流的大小影响线圈的阻抗Z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关,当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源确定,并保持环境温度不变,阻抗Z只与距离X有关,将阻抗变化转为电压信号V输出,则输出电压是距离X的单值函数。
四. 实验数据及处理
1.铁片
其线性工作区为0.6——3.4,对该段利用polyfit
进行函数拟合,可得V=-1.0488X-1.2465
2.铜片
其线性工作区为2.4——3.4,对该段利用polyfit
进行函数拟合,可得V= -0.4500X -4.4667
3.铝片
其线性工作区为2.0——3.4,对该段利用polyfit
进行函数拟合,可得V= -0.4185X-4.7164
4.示波器接电涡流式传感器实验模块的探头入插孔,电涡流传感器的激励信号频率为1.300MHz;随着线圈与电涡流片距离的增大,信号幅值减小;当线圈紧贴铁片时电路停振,输出为0。
五、实验结论
电涡流传感器在距离较小时线性度较差,只有在距离大到一定程度时,传感器才有较好的线性度。
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实验十九电涡流传感器的位移特性实验
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、实验仪器:
电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表、测微头。
三、实验原理:
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。
四、实验内容与步骤
1.按下图19-1安装电涡流传感器。
2.在测微头端部装上铁质金属圆盘,作为电涡流传感器的被测体。调节测微头,使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端,固定测微头。
3.传感器连接按图19-2,将电涡流传感器连接线接到模块上标有“”的两端,实验范本输出端Uo与数显单元输入端Ui相接。数显表量程切换开关选择电压20V档,模块电源用连接导线从主控台接入+15V电源。
4.合上主控台电源开关,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。将结果列入下表19-1。
五、实验报告
1.根据表19-1数据,画出U-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,并计算量程为1mm、3 mm及5mm时的灵敏度和线性度(可以用端点法或其它拟合直线)。
六.实验数据曲线图
最小二乘法计算如下所示:
拟合曲线约为:Y=33.89x-334
(1)由上图可得系统灵敏度: S=ΔV/ΔW=33.887mV/mm
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电涡流传感器实验
1 实验目的:
了解电涡流传感器原理;
了解不同被测材料对电涡流传感器的影响。
2 实验仪器 :
电涡流传感器实验模块
示波器:DS5062CE
微机电源:WD990型,±12V
万用表:VC9804A型
电源连接电缆
螺旋测微仪
3 实验原理:
电涡流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,在与其平行的金属片上会感应产生电涡流,电涡流的大小影响线圈的阻抗Z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关,当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源确定,并保持环境温度不变,阻抗Z只与距离X有关,将阻抗变化转为电压信号V输出,则输出电压是距离X的单值函数。
4 实验步骤:
实验步骤如下:
(1)用电源电缆连接电源和电涡流式传感器实验模块(插孔在后侧板),其中电缆的橙蓝线为+12V,白蓝线为-12V,隔离皮(金色)为地,切记勿接错!
(2)安装电涡流线圈与涡流片(铁片,黑色),两者须保持平行;电涡流探头插头插入变换器插孔;安装好测微仪,涡流变换器输出端Vout接电压表20V档。
(3)打开微机电源,用测微仪带动涡流片移动,当涡流片完全紧贴线圈时输出电压为零(如不为零可适当改变支架中的线圈角度),然后旋动测微仪使涡流片离开线圈,从电压表有读数时每隔0.2mm记录一个电压值,将V、X数值填入 表 6,作出V-X曲线。
(4)示波器接电涡流式传感器实验模块的探头入插孔,观察电涡流传感器的激励信号频率,随着线圈与电涡流片距离的变化,信号幅度也发生变化,当涡流片紧贴线圈时电路停振,输出为零。记录此现象。
(5) 更换涡流片(铜片,金色),进行测试并记录数据,填入表 7。在同一坐标上作出V-X曲线。
(6) 更换涡流片(铝片,银色),进行测试并记录数据,填入表 8。在同一坐标上作出V-X曲线。
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实验三 电涡流传感器的位移特性实验
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。
了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。
二、实验仪器
电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表、铜和铝的被测体圆盘。
三、实验原理
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。
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。在实际应用中,由于被测体的材料、形状和大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分,会减弱甚至不产生涡流效应,因此影响电涡流传感器的静态特性,所以在实际测量中,往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。
四、实验内容与步骤
1.按图2-1安装电涡流传感器。
图2-1传感器安装示意图
2.在测微头端部装上铁质金属圆盘,作为电涡流传感器的被测体。调节测微头,使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端,固定测微头。
图2-2 电涡流传感器接线示意图
3.传感器连接按图2-2,将电涡流传感器连接线接到模块上标有“”的两端,实验模块输出端Uo与直流电压表输入端Ui相接。直流电压表量程切换开关选择电压20V档,模块电源用2号导线从实验台上接入+15V电源。
4.合上实验台上电源开关,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。
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电涡流传感器位移实验(材质Fe)
线性区:
量程1mm时
灵敏度K=3.0986
非线性误差δ=18.6%
量程为3mm时
灵敏度K=2.5524
非线性误差δ=12.9%
量程为5mm时
灵敏度K=1.8187
非线性误差δ=18.3%
分析:在电涡流传感器位移实验中
最佳工作点应在0.8mm-4.2mm之间
在不同量程下,量程为3mm的趋势线拟合程度最好,非线性误差最小
量程为1mm的灵敏度最高,拟合程度最差,非线性误差最大
光线传感器位移特性实验(材质Al)
坡前
灵敏度K=1.103
非线性误差δ=16.0%
坡后
灵敏度K=0.4247
非线性误差δ=16.9%
分析:有图象有,坡顶坐标为(1.2,1.1)
坡前的灵敏度大于坡后的灵敏度,且非线性误差小于坡后的
核磁共振
#1硫酸铜 #2氯化铁 #4丙三醇
#5 纯水 #6硫酸锰
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