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。

5 实验数据记录和处理

电涡流传感器测量数据（铁片）

电涡流传感器测量数据（铜片）

电涡流传感器测量数据（铝片）

铁片：

散点图为：

拟合直线为：

y=0.4326+1.6598

铜片:

散点图为：

拟合直线为：

Y=0.4644+2.5960

铝片：

散点图为：

拟合直线为：

y=0.4273+2.8269

6 实验感想

通过本次实验，了解了电涡流传感器原理和不同被测材料对电涡流传感器的影响，熟悉了用电涡流传感器测位移的方法，提高了动手能力，总的来说有很大的收获。

第二篇：实验十九 电涡流传感器的位移特性实验

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U_i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

（2）由上图可得非线性误差：

     当x=1mm时:

 Y=33.89×1-334=-300.11mV

Δm =Y+306=5.89m V

y_FS=340mV

δf =Δm / yFS×100%=1.73%

当x=3mm时:

 Y=33.89×3-334=-232.33mV

Δm =Y+240=7.67m V

y_FS=340mV

δf =Δm / yFS×100%=2.26%

当x=5mm时:

 Y=33.89×5-334=-164.55mV

Δm =Y+166=1.45m V

y_FS=340mV

δf =Δm / yFS×100%=0.43%