电涡流传感器实验

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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数值填入电涡流传感器测量数据(铁片),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,填入错误!未找到引用源。。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,填入错误!未找到引用源。。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)

X(mm) 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4

V/v 0.189 0.535 0.786 1.034 1.256 1.481 1.692 1.885 2.08

X(mm) 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2

V/v 2.26 2.47 2.64 2.81 2.98 3.12 3.27 3.37 3.50

X(mm) 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0

V/v 3.63 3.75 3.85 3.96 4.05 4.12 4.18 4.25 4.33

X(mm) 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4

V/v 4.40 4.45 4.52 4.58 4.57 4.61 4.66

电涡流传感器测量数据(铜片)

X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

V/v 2.30 2.39 2.43 2.35 2.69 2.94 2.15 3.36 3.54

X(mm) 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4

V/v 3.70 3.85 3.97 4.12 4.22 4.31 4.39 4.46 4.53

X(mm) 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2

V/v 4.59 4.65 4.70 4.74 4.79 4.82 4.86 4.89 4.92

X(mm) 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4

V/v 4.95 4.97 5.00 5.03 5.04 5.06

电涡流传感器测量数据(铝片)

X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

V/v 2.52 2.53 2.56 2.60 2.86 3.10 3.29 3.49 3.68

X(mm) 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4

V/v 3.83 3.96 4.09 4.17 4.27 4.35 4.43 4.50 4.56

X(mm) 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2

V/v 4.61 4.67 4.71 4.75 4.79 4.83 4.86 4.90 4.95

X(mm) 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2

V/v 4.97 4.98 5.00 5.01 5.03

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。