电涡流位移传感器的原理及其静态标定方法

高精度电涡流传感器的标定研究一、引言电涡流传感器是一种用于测量金属导体表面缺陷的传感器。

它通过感应导体中的涡流来测量金属表面的缺陷和变化，具有高灵敏度、高精度、高分辨率的特点，被广泛应用于工业领域的材料检测、尺寸测量等领域。

由于电涡流传感器的灵敏度和分辨率较高，其标定工作也相对复杂，需要精准的标定方法来确保其测量精度和稳定性。

本文旨在通过对高精度电涡流传感器的标定研究，探讨标定方法和技术，以提高传感器的性能和稳定性，为相关领域的应用提供技术支持。

二、电涡流传感器基本原理电涡流传感器通过感应金属导体表面的涡流来实现对金属缺陷和变化的测量。

当传感器与金属表面接触时，传感器产生的高频电磁场会感应金属表面中的涡流。

由于涡流的存在会改变电磁场的分布，传感器可以通过测量这种电磁场的变化来实现对金属表面的测量和检测。

三、电涡流传感器标定方法电涡流传感器的标定方法可以分为静态标定和动态标定两种。

静态标定是指在不进行金属检测的情况下，通过对传感器本身的参数进行标定，以确保其测量精度和稳定性；而动态标定是指在进行金属检测时，通过对测量信号和金属表面进行相关分析，以进一步提高传感器的性能和稳定性。

静态标定方法主要包括检定仪器的基本性能参数，并进行误差分析和校准。

常用的静态标定方法包括零点校准、增益校准、非线性校准等。

零点校准是通过在不进行金属检测的情况下，将传感器输出的信号调至零点位置，以保证传感器在无信号时输出为零；增益校准是通过调节传感器的增益参数，使得传感器更好地适应不同材料和表面的变化；非线性校准是通过对传感器输出信号的非线性特性进行修正，以提高传感器的测量精度。

动态标定方法则主要包括对金属表面的特征分析和信号处理。

传感器在实际应用中往往会受到金属表面的各种变化和干扰，因此需要通过对金属表面特征的分析和处理，以提高传感器的稳定性和准确性。

常用的动态标定方法包括信号滤波、数据采集和分析、自适应修正等。

为了实现对电涡流传感器的有效标定，通常需要建立一个完整的标定系统。

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：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。

电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体（导电体—金属涡流片）组成，如图22.1.1所示。

根据电磁感应原理，当传感器线圈（一个扁平线圈）通以交变电流（频率较高，一般为1MHz～2MHz）I1时，线圈周围空间会产生交变磁场H1，当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通链穿过导体，使导体的表面层感应出呈旋涡状自行闭合的电流I2，而I2所形成的磁通链又穿过传感器线圈，这样线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感，最终原线圈反馈一等效电感，从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。

我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环，这样就可得到如图22.1.2的等效电路。

图中R1、L1为传感器线图22.1.1 电涡流传感器原理图图22.1.2 电涡流传感器等效电路图圈的电阻和电感。

短路环可以认为是一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。

线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的减小而增大。

根据等效电路可列出电路方程组：通过解方程组，可得I1、I2。

因此传感器线圈的复阻抗为：线圈的等效电感为：线圈的等效Q值为：Q＝Q0{[1-(Ｌ2ω2Ｍ2)/(Ｌ1Ｚ22)]／［1+(R2ω2Ｍ2)/(R1Ｚ22)］}式中：Q0 —无涡流影响下线圈的Ｑ值，Q0＝ωＬ1／R1；Ｚ22—金属导体中产生电涡流部分的阻抗，Ｚ22＝R22+ω2L22。

由式Z、L和式Ｑ可以看出，线圈与金属导体系统的阻抗Z、电感L和品质因数Ｑ值都是该系统互感系数平方的函数，而从麦克斯韦互感系数的基本公式出发，可得互感系数是线圈与金属导体间距离x(H)的非线性函数。

因此Z、L、Ｑ均是ｘ的非线性函数。

虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为"S"型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。

其实Z、L、Ｑ的变化与导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈的几何参数、激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离有关。

位移测量及静态标定实验报告一、实验目的掌握常用的位移传感器的测量原理、特点及使用，并学会进行静态标定。

二、实验仪器CSY10B型传感器系统实验仪。

三、实验内容（一）电涡流传感器测位移实验1、测量原理：电涡流效应：扁平线圈中通以交变电流，与其平行的金属片中产生电涡流。

电涡流的大小影响线圈的阻抗Z。

Z = f（ρ，μ，ω，x）。

不同的金属材料有不同的ρ、μ，线圈接入相应的电路中，用铁、铝两种不同的金属材料片分别标定出测量电路的输出电压U与距离x的关系曲线。

2、测试系统组建电涡流线圈、电涡流变换器（包括振荡器、测量电路及低通滤波输出电路）、测微头、电压表、金属片（铁片和铝片）。

3、试验步骤①分别安装传感器、测微头；②连接电路；③依次用铁片、铝片进行位移测量，依次记录U(V) 铁片U(V) 铝片X/mmU(V) 铁片U(V) 铝片X/mmU(V) 铁片U(V) 铝片4、数据分析与讨论画出输入输出关系曲线，确定量程范围（在实验曲线上截取线性较好的区域作为传感器的位移量程），估算非线性误差，在测量范围内计算灵敏度，进行误差分析。

（二）光纤传感器测位移实验1、测量原理反射式光纤传感器属于结构型, 工作原理如图。

当发光二极管发射红外光线经光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电元件。

经光电元件转换为电信号。

经相应的测量电路测出照射至光电元件的光强的变化。

2、组建测试系统光纤、光电元件、发光二级管、光电变换测量电路、数字电压表、反射体(片)、测微头。

3、实验步骤①观察光纤结构；②安装光纤探头、反射片；③连接电路；④旋动测微仪测位移，记录位移及测试系统的输出电压。

4、数据分析与讨论画出输入输出关系曲线，实验曲线上截取线性较好的区域作为传感器的位移量程，估算非线性误差，在测量范围内计算灵敏度，进行误差分析。

（三）电容式传感器测位移实验1、测量原理电容式传感器是将被测物理量转换成电容量的变化来实现测量的。

本实验采用的电容式传感器为二组固定极片与一组动极片组成二个差动变化的变面积型平行极板电容式传感器。

实验二电涡流式传感器的静态标定
一实验目的:
了解电涡流式传感器的原理及工作性能
二实验原理:
通以高频电流的线圈产生磁场, 当有导体接近时, 因导体涡流效应产生涡流损耗, 而涡流损耗与导电体的材料及线圈的距离有关, 因此可以进行位移测量。

三实验器材:
涡流变换器、F／V表、测微头、铁测片、涡流传感器、示波器、振动平台、主、副电源。

四实验步骤:
(1)装好传感器（传感器对准铁测片安装）和测微头。

(2)观察传感器的结构, 它是一个扁平线圈。

(3)用导线将传感器接入涡流变换器输入端, 将输出端接至F／V表, 电压表置于２０Ｖ档, 见图１, 开启主、副电源。

图１
(4)用示波器观察涡流变换器输入端的波形。

如发现没有振荡波形出
现, 再将被测体移开一些。

适当调节传感器的高度, 使其与被测铁片接触, 从此开始读数, 记下示波器及电压表的数值, 填入下表:
建议每隔0.10mm读数, 到线性严重变坏为止。

根据实验数据。

在座标纸上画出Ｖ－Ｘ曲线, 指出大致的线性范围, 求出系统灵敏度。

（最好能用误差理论的方法求出线性范围内的线性度、灵敏度）。

五实验结果
六注意事项:
被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行, 并将探头尽量对准被测体中间, 以减少涡流损失。

七实验心得
涡流传感器灵敏度和分辨率高, 线性度也很好, 在涉及到一些导体的位置移位等相关测量时, 使用涡流传感器可以很好的实现不接触测量, 而且电涡流传感器利用涡流效应, 可以用其测量导体内部的一些性质。

（操作性实验）班级：学号：学生姓名：实验题目：电涡流传感器特性与位移测量实验一、实验目的1、掌握电涡流传感器的特性和工作原理。

2、掌握电涡流传感器静态特性的标定方法。

二、实验仪器及器件电涡流线圈、金属涡流片、电涡流变换器、测微仪、示波器、电压表。

三、实验内容及原理3.1实验原理电涡流式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，与其平行的金属片上产生电涡流，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)、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。

将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。

3.2实验内容1、利用所需部件，连接一个利用电涡流位移传感器测量位移的测试系统。

2、掌握实验原理，列出实验步骤。

3、根据实验步骤进行测量。

4、记录测量数据，最少测5组数据。

5、根据数据描出实验曲线。

6、计算实验数据，得出电涡流位移传感器静态特性。

三、实验步骤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。

安装好测微头，将电涡流线圈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，用测微仪将电涡流线圈与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1MHz。

3．用测微仪带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片，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．旋动测微仪使平面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数据填入下表四、实验测试数据表格记录表1五、实验数据分析及处理1、非线性度：图一线性方程为y = -1.9757x - 1.5198表2非线性度%88.426.6277.0max 1==∆=FS y e 2、灵敏度-1.975S =∆3、重复性图二%63.026.604.0max ==∆=FS R y e4、迟滞%76.126.611.0e max ==∆=FS t y1正-2正 0 0.01 0.04 0.01 0.02 0.01 0.02 0.02 0.01 -0.01 1正-3正 -0.04 0 0.03 0.01 0.01 0 0.010.010 0 2正-3正-0.04-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01 -0.01-0.010.011正-1反 0.09 0.06 0.06 0.08 0.1 0.07 0.07 0.07 0.07 0 2正-2反 0 0.04 0.01 0.07 0.07 0.06 0.05 0.04 0.05 0 3正-3反0.110.050.030.060.090.350.050.040.03六、实验结论与感悟 1、实验结论1实验结论 非线性度%88.426.63055.0max 1==∆=FS y e 灵敏度-1.9757S =∆ 重复性%63.026.604.0max ==∆=FS R y e迟滞%76.126.611.0e max ==∆=FS t y2实验心得在本次实验中，我了解了电涡流传感器的特性及工作原理，掌握了振荡频率与输出电压的关系，掌握了电涡流式传感器的静态标定方法。

电涡流传感器系列实验实验一：电涡流传感器的静态标定摘要：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。

①1实验目的了解电涡流式传感器的原理及工作性能2实验所用仪器设备涡流变换器、F/V表、测微头、铁测片、涡流传感器、示波器、振动平台、主副电源②3实验原理通以高频电流的线圈产生磁场，当有导体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体的材料以及和线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。

②4实验步骤（1）装载好传感器（2）连接电路，电压表置于20V档，开启主副电源（3）用示波器观察涡流变换器的输入端波形（4）调节传感器的高度值，改变高度，记下示波器及电压表的示数5实验结果与分析(1)涡流变换器输入端的波形为正弦波，示波器的时基为μs/cm(2)改变传感器的高度值，记录电压表示数，记录如下表V—X曲线如下图所示由曲线，我们可以得到灵敏度为K==mm，由此可以看到涡流传感器灵敏度高，分辨力高。

6实验心得与建议该涡流传感器测量灵敏度高，分辨力高，线性度也很好，在涉及到一些导体的位置、位移等相关测量时，使用涡流传感器可以很好的实现不接触测量。

而且电涡流传感器利用的是涡流效应，可以利用其进行导体内部的一些性质。

7思考拓展1：位移传感器的静态自动标定与实验研究传感器作为自动控制系统和信息系统的关键器件其技术水平直接影响自动化系统和信息系统的整体水平。

自动化技术水平越高对传感器技术依赖程度越大，传感器产业以其技术含量高，渗透能力强，经济效益好，市场前景广等优点被公认为是国内外具有发展前途的高技术产业，受到全社会的瞩目。

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结构、原理、工作特性。

二、实验原理：
电涡流式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，与其平行的金属片上产生电涡流，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）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X
距离有关。

将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的
`单值函数。

三、实验仪器：
电涡流线圈、金属涡流片、电涡流变换器、测微仪、示波器、电压表。

四、实验步骤：
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。

安装好测微头，将电涡流线圈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，用测微仪将电涡流线圈与涡流片分开一定距离，此时输出
端有一定电压值输出。

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1MHZ。

3．用测微仪带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片，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．旋动测微仪使平面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数据填入表格，作出V－X曲线，指出线性范围，求出灵敏度。

五、注意事项：
当涡流变换器接入电涡流线圈处于工作状态时，接入示波器会影响线圈的阻抗，使变换器的输出电压减小。

或是使传感器在初始状态有一死区，工作电压范围变小。

电涡流位移传感器的使用说明一、原理非接触式电涡流位移传感器'>传感器，是基于高频磁场在金属表面的涡流效应而成，是对金属物体的位移、振动、转速等机械量进行检测和控制的理想传感器。

它具有非接触测量、线性范围宽、灵敏度高、抗干扰能力强、无介质影响、稳定可靠、易于处理等明显优点，广泛用于冶金、化工、航天等行业中，也可用于科研和学校实验中的位移、振动、转速、长度、厚度、表面不平度等机械量的检测。

目前我公司生产的电涡流式传感器有两大类：位移、和转速传感器。

二、 MLW3300型位移、振动传感器1、量程： 250 .m----- 20mm2、线性误差：0.5% ～3.5%3、分辨率：0.05%(静态)0.1%(动态)。

4、频率响应：0 ～ 10KHz(0 ~ 2KHz, 0.5%, 2 ～ 10KHz 1%)5、工作温度：―20℃～100℃ (常温)―40℃～160℃ (高温)6、温度漂移：0.08%/℃(F.S)7、探头外径：Ф6~Ф65(mm)8、安装部分尺寸：a: M10 1 50. (量程 2mm)b: ф13 50. (量程 15mm)c: ф18 50. (量程 15mm)(注：尾架可根据用户要求定制)三、HR2000型前置变换器前置变换器的型号分为：1、信号输出：a: 非标准电压输出，(BZF Ⅰ)b: 0～~ 2V, 0～~ 5V,0～10V.(BZF―Ⅱ)C: 4～20mA. (BZF―Ⅲ)2、供电电源：a: 15～24V (BZF―Ⅰ,BZF―Ⅱ)b: ―20～30V (BZF―Ⅲ)(用户可选配本公司ZY-A型专用电源)3、接线：四芯航空插头①负电源, ②正电源，③信号输出，④公共地(4―20mA输出②脚为空脚)4、工作温度：0℃～65℃5、有容错装置，不会因电源接错而烧毁。

四、位移传感器的连接和标定1、传感器与前置变换器的连接①、通过高频连接，标准长度为3米。

②、最大可加长至9米，需订货时说明。

解密电涡流式传感器的位移转速量工作原理电涡流式传感器是一种基于涡流效应的非接触式传感器，广泛应用于工业自动化、航空航天、军事等领域。

那么它的位移转速量工作原理是怎样的呢？苏州伯尚仪器科技有限公司为大家一一解析。

首先我们先来了解一下电涡流效应，当金属材料在磁场中运动或有磁场穿过时，由于运动或交变磁场激发出涡流产生的磁场的方向与激励磁场方向相反，两个磁场之间会受到反作用力，这就是电涡流效应。

电涡流式传感器利用这种电涡流效应原理，在探头上安装一组线圈，通过交变磁场产生涡流，当感应线圈接受到涡流信号时，就能够测出金属材料的位置改变和速度变化。

以测量轴承转速为例，探头将自己固定在轴承支架上，在轴承内壁上安装感应线圈，当轴承转动时，铁球内壁通过涡流信号的相位变化可以测量轴承转速，并将数据输入到控制系统中。

同时，电涡流式传感器还能测量轴承轴向位移和径向位移，从而对轴承的运行状态进行监测和分析。

总之，电涡流式传感器利用电涡流效应实现了高精度的位移和转速量测，其在工业自动化中有着非常广泛的应用。

电涡流位移传感器原理电涡流位移传感器是一种常用于测量金属表面位移的传感器，它利用了涡流的原理来实现非接触式的位移测量。

在工业领域，电涡流位移传感器被广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域，具有高精度、高灵敏度和长寿命等优点。

电涡流位移传感器的原理基于法拉第电磁感应定律和涡流的概念。

当导体相对于磁场运动时，会在导体内产生涡流。

根据涡流的特性，当金属表面有位移时，导体内的涡流也会发生变化。

电涡流位移传感器正是利用了这一原理，通过测量涡流的变化来实现对金属表面位移的精确测量。

电涡流位移传感器由激励线圈和感应线圈组成。

激励线圈通电产生交变磁场，而感应线圈则用来检测金属表面涡流的变化。

当金属表面发生位移时，涡流的密度和分布都会发生改变，从而影响感应线圈中感应电动势的大小和频率。

通过测量感应电动势的变化，就可以得到金属表面的位移信息。

电涡流位移传感器具有高精度和高灵敏度的特点，可以实现微小位移的测量。

由于其非接触式的测量方式，不会对被测金属表面造成损伤，因此在一些对被测物体表面要求严格的场合，电涡流位移传感器具有独特的优势。

此外，电涡流位移传感器还具有快速响应和长寿命的特点。

由于其工作原理的特殊性，电涡流位移传感器不受被测物体表面特性的影响，可以适用于各种金属材料的位移测量。

因此，在工业生产中，电涡流位移传感器被广泛应用于各种机械零件的位移监测和质量控制。

总之，电涡流位移传感器利用了涡流的原理，实现了对金属表面位移的精确测量。

它具有高精度、高灵敏度、非接触式测量、快速响应和长寿命等优点，在工业领域具有广泛的应用前景。

随着科技的不断进步，电涡流位移传感器的性能将得到进一步提升，为工业生产提供更加可靠、高效的位移测量解决方案。

电涡流式位移传感器实验报告一、引言电涡流式位移传感器是一种常用的非接触式位移测量装置，它基于涡流效应原理，可用于测量金属物体的位移变化。

本实验旨在探究电涡流式位移传感器的原理和性能，并通过实验验证其在位移测量中的应用。

二、实验原理电涡流效应是指当导体在磁场中运动或受力时，由于磁场的变化而在导体中产生涡流的现象。

在电涡流式位移传感器中，传感器探头由线圈和磁铁构成。

当探头靠近金属物体时，磁铁产生的磁场会感应出涡流，并改变线圈的电阻。

通过测量线圈的电阻变化，可以确定金属物体的位移大小。

三、实验步骤1. 准备实验装置：将电涡流式位移传感器固定在测量平台上，将金属物体放置在传感器上方，并调整传感器与金属物体的距离。

2. 连接电路：将传感器的线圈接入测量电路中，保证电路的可靠连接。

3. 调节参数：根据实际情况，调节传感器的灵敏度和滤波器的参数，以获得准确的位移测量结果。

4. 进行位移测量：通过改变金属物体的位置或距离，记录传感器输出的电阻值，并计算出相应的位移值。

5. 数据分析：根据实验数据，分析位移测量的准确性和稳定性，评估电涡流式位移传感器的性能。

四、实验结果经过多次实验测量，我们得到了一系列位移测量数据，并计算出相应的位移值。

实验结果表明，电涡流式位移传感器具有较高的测量精度和稳定性，在不同位移范围内均能提供准确的测量结果。

五、实验讨论1. 影响位移测量精度的因素：在实验中，我们发现传感器与金属物体的距离、金属物体的材料和形状等因素都会对位移测量结果产生影响。

通过合理调整传感器的参数和选择合适的金属物体，可以提高位移测量的精度。

2. 传感器的应用范围：电涡流式位移传感器广泛应用于工业自动化、机械制造和航天航空等领域，用于测量零件的位移、振动和变形等参数，为工程设计和质量控制提供重要的数据支持。

六、结论通过本次实验，我们深入了解了电涡流式位移传感器的原理和性能，并验证了其在位移测量中的应用。

实验结果表明，电涡流式位移传感器具有高精度、稳定性好的优点，适用于各种位移测量场景。

电涡流式位移传感器实验报告前言位移传感器是一种用于测量目标物体位置变化的装置。

在各个领域中都有广泛的应用，比如工业自动化、机械制造以及医疗设备等。

本实验将研究一种常见的位移传感器——电涡流式位移传感器，并通过实验测试其性能和准确性。

一、实验原理电涡流位移传感器是一种非接触式传感器，通过检测金属目标物体上产生的电涡流来测量目标物体的位移。

当一个金属目标物体靠近传感器时，传感器中的线圈会产生交变磁场。

这个交变磁场会引起目标物体上的电流变化，从而产生一个反向的磁场与传感器磁场相互作用。

通过检测目标物体上的电流变化来测量目标物体的位移。

传感器输出的电压信号与目标物体的位置成正比。

二、实验准备1. 装置：电涡流位移传感器、目标物体、信号发生器、示波器。

2. 连接：将信号发生器和示波器连接到电涡流位移传感器上。

三、实验步骤1. 将目标物体放置在电涡流位移传感器的感应范围内。

2. 设置信号发生器的频率和振幅，可以根据实际需要进行设置。

3. 打开示波器，并选择合适的测量范围。

4. 观察示波器上显示的波形，并记录下电压的变化。

四、实验结果通过实验，我们得到了与目标物体位置变化相关的电压信号波形。

通过观察示波器上的波形，我们可以获得目标物体位移的信息。

实验结果表明电涡流式位移传感器具有较好的线性和精确性，可以用于准确测量目标物体的位移。

五、实验分析电涡流式位移传感器的原理是基于金属材料的导电性以及磁场和电流的相互作用。

目标物体的位置变化引起了电涡流的变化，从而影响传感器输出的电压信号。

通过对电压波形的观察和分析，我们可以得到目标物体位置变化的相关信息。

因此，电涡流式位移传感器在工业生产中应用非常广泛。

六、实验应用电涡流位移传感器可以用于各种需要测量位移的场合。

在机械制造中，可以用于检测零件的装配精度；在汽车工业中，可以用于测量活塞的位置变化；在医疗设备中，可以用于测量人体关节的运动等。

由于电涡流式位移传感器具有非接触式测量和高精度等特点，因此在现代工业中得到了广泛的应用。

电涡流传感器位移实验报告一、前言在工业生产和科研实验中，位移测量是非常重要的。

传统的位移测量方法有很多，但是由于各种原因，比如测量范围小、精度不高等，很难达到实际要求。

电涡流传感器由于其测量范围广、精度高等优点，在位移测量方面得到了越来越广泛的应用。

本次实验旨在通过对电涡流传感器实际应用过程中的位移测量进行研究，探究其应用的可行性和效果。

二、实验原理电涡流传感器是一种基于涡流效应的传感器，它利用电磁感应原理，在传感器和被测物体之间产生一种涡流，再通过测量这种涡流的变化情况来计算出被测物体的位移信息。

在实际应用中，将电涡流传感器固定在被测物体上，当被测物体发生位移时，由于涡流的变化，传感器会产生电信号，再通过信号处理器转化成数字信号，从而得到被测物体的位移信息。

三、实验步骤（一）实验设备准备我们使用的是一台B系列电涡流传感器，其工作频率为250 kHz，灵敏度为5 mV/μm。

同时，我们还需要一台信号处理器、一台电荷放大器和一台示波器。

（二）实验样品准备我们选择了一根长度为200 mm的金属棒作为实验样品。

在金属棒的一端固定电涡流传感器，另一端固定一个位移测量装置。

（三）实验数据采集将电涡流传感器和位移测量装置连接到信号处理器上，启动实验设备，让金属棒发生位移。

在位移过程中，通过示波器对信号进行实时监测和记录，并将数据导出到电脑中进行分析。

（四）实验结果分析通过对实验采集的数据进行分析，我们得到了金属棒的位移曲线图。

从曲线图中可以看出，在位移范围为0-100 mm时，电涡流传感器的测量精度可以达到0.5 μm，这个精度已经可以满足大多数实际应用的需求。

同时，我们还发现，在位移范围为0-100 mm时，电涡流传感器的灵敏度为5 mV/μm，这个灵敏度足以满足大多数实际应用的需求。

四、实验结论通过本次实验，我们得到了以下结论：（一）电涡流传感器的测量精度可以达到0.5 μm，足以满足大多数实际应用的需求。

电涡流传感器的原理及校准详述探头对正被测量表面，它能地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。

探头由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接头组成，线圈是探头的核心，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的物理尺寸和电气参数决定传感器系统的线性量程以及探头的电气参数稳定性。

电涡流传感器原理：电涡流位移传感器能测量被测体（必须是金属导体）与探头端面的相对位置。

电涡流位移传感器长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，常被用于实时监测，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及进行预测性维修。

从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运行状态主要取决于其核心——转轴，而电涡流位移传感器能直接测量转轴的状态，测量结果可靠、可信。

过去，对于机械的振动测量采用加速度传感器或速度传感器，通过测量机壳振动，间接地测量转轴振动，测量结果的可信度不高系统主要包括探头、延伸电缆（用户可以根据需要选择）、前置器和附件探头头部采用耐高低温的PPS工程塑料，通过“二次注塑”工艺将线圈密封其中。

这项技术增强了探头头部的强度和密封性，在恶劣环境中可以保护头部线圈可靠工作。

头部直径取决于其内部线圈直径，由于线圈直径取决传感器系统的基本性能——线性量程，因此我们通常用头部直径来分类和表征各型号探头，一般情况传感器系统的线性量程大致是探头头部直径的1/2-1/4。

我们为DF3100系列设计了Φ5、Φ8、Φ11、Φ25、Φ35、Φ50六种标准直径的头部体，也可生产其它规格的头部体。

延伸电缆作为系统的一个组成部分，延伸电缆（如图1-6所示）用来连接和延长探头与前置器之间的距离，您可以对延伸电缆长度和是否需要带铠装进行选择，选择延伸电缆的长度应该使延伸电缆长度与配套前置器所要求的长度一致（5m或9m），铠装选择的情况同探头电缆前置器是一个电子信号处理器。

一方面前置器为探头线圈提供高频交流电流；另一方面，前置器感受探头前面由于金属导体靠近引起探头参数的变化，经过前置器的处理，产生随探头端面与被测金属导体间隙线性变化的输出电压或电流信号。

电涡流式位移传感器实验报告电涡流式位移传感器实验报告引言：电涡流式位移传感器是一种常用的非接触式传感器，广泛应用于工业领域中的位移测量。

本实验旨在研究电涡流式位移传感器的工作原理、特性以及其在位移测量中的应用。

一、实验目的本实验的主要目的是探究电涡流式位移传感器的工作原理，并通过实验验证其在位移测量中的准确性和可靠性。

二、实验装置与方法实验所使用的装置包括电涡流式位移传感器、信号处理器、位移测量平台等。

实验步骤如下：1. 将电涡流式位移传感器固定在位移测量平台上。

2. 连接传感器与信号处理器，确保传感器与处理器之间的信号传输畅通。

3. 调整传感器与被测物体之间的距离，使其处于适当的工作范围内。

4. 通过信号处理器采集传感器输出的信号，并进行数据处理和分析。

三、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了电涡流式位移传感器在不同位移下的输出信号，进而得到了位移与输出信号之间的关系曲线。

实验结果显示，电涡流式位移传感器具有以下特点：1. 高精度：传感器能够实现亚微米级的位移测量，具有较高的精度。

2. 非接触式测量：传感器与被测物体之间无需直接接触，减少了传感器的磨损和损坏的可能性。

3. 快速响应：传感器能够快速响应被测物体的位移变化，实时反馈测量结果。

4. 宽工作范围：传感器能够适应不同位移范围的测量需求。

四、实验误差分析在实验过程中，我们注意到了一些可能导致测量误差的因素，包括：1. 环境温度：环境温度的变化可能会对传感器的测量结果产生影响，因此在实际应用中需要进行温度补偿。

2. 电磁干扰：外部电磁场的存在可能会对传感器的信号传输和测量结果产生干扰，需要采取相应的屏蔽措施。

3. 传感器位置：传感器与被测物体之间的位置关系可能会对测量结果产生影响，需要进行准确定位。

五、实验应用与展望电涡流式位移传感器在工业领域中有广泛的应用前景。

它可以用于机械设备的位移测量、振动监测、材料疲劳分析等方面。

未来，随着科技的不断发展，电涡流式位移传感器有望进一步提高其精度和稳定性，扩大其应用范围。

实验五电涡流式传感器的静态位移性能
实验目的：了解电涡流式传感器的工作原理和工作情况，与其他实验进行线性度和灵敏度比较。

所需单元和部件：涡流变换器、涡流传感器探头、铁测片、测微器、V/F表
有关旋钮的初始位置：V/F表置于V表20V档。

注意事项：
（1）被测体与涡流传感器探头平面必须平行，并将探头尽量对准被测体中间，以减小涡流损失。

（2）由于调理单元的特殊电路结构，使得涡流变换器的输出始终为负值。

涡流变换器的面板示意见图10(a)。

实验步骤：
（1）转动测微器，将梁上振动平台中间的磁铁与测微头相吸，并使双平行梁处于（目测）水平位置，按注意事项要求调整好涡流传感器探头（这时被测体铁测片与涡流传感器探头平面相接触）。

（2）根据图10(b)的电路结构，将涡流传感器探头，涡流变换器，电压表连接起来，组
成一个测量线路。

（3）往下旋动测微器，使梁的自由端往下产生位移（刚开始时，电压表显示的数值为零，一直到有一定距离后才会发生变化，这时的数据作为起始数据）。

每位移0.05mm，找出线性区范围，回调到线性区起点每次位移0.01或0.02mm记一个电压数值，将所记数据填入下表，根据所得数据计算灵敏度S。

S=ΔV /ΔX（式中ΔV 为电压变化，ΔX为相应的梁端位移变化），并作出V-X关系曲线。

（1）刚开始时，电压表显示的数值为零，一直到有一定距离后才会发生变化，这是为什么。

（2）根据测试结果，找出当前被测体为铁测片的时候，线性范围的中点位置（最佳工作点），涡流传感器探头与铁测片的距离。

（3）如何能提高其线性范围。

（4）与其他传感器比较有什么优缺点。

《传感器与检测技术》电涡流式传感器的静态指标实验报告课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型实验项目名称：电涡流式传感器的静态指标一、实验目的：了解差动变面积式电容传感器的原理及特性。

二、基本原理：电容传感器以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量转换成电容量的变化来实现测量的。

电容传感器的输出是电容的变化量。

利用电容C=εA/d关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测干燥度（ε变）、测位移（d变）、和测液位（A变）等多种电容传感器，电容传感器极板形状分成平板、圆板形和圆柱（圆筒）形。

实验中为差动变面积式，传感器由两组定片和一组动片组成。

当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应的变化，成为差动电容。

如将上层定片与动片形成的电容定为Cx1，下层定片与动片形成的电容定为Cx2，当将Cx1和Cx2接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。

三、需用器件与单元：电容传感器、电容放大器、低通滤波器、电压/频率表、激振器Ⅱ、双踪示波器、电桥、振动平台、主、副电源。

四、实验步骤1、了解电容式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上电容的符号。

安装好测微头，使电容动片大致处于静片中间位置。

2、开启主、副电源，差放输出短接接地调零后，电压/频率表打到20V，关闭主副电源。

按图接线，检查无误后开启主、副电源，调节测微头，使电压/频率表示数为零。

3、每隔0.1mm向上（或下）转动测微头，记下此时测微头移动距离及电压/频率表的读数，填入下表 1 电容输出电压与位移的关系，直至电容动片与上（或下）静片覆盖面积最大。

表 1 电容输出电压与位移的关系4、退回测微头至初始位置，并开始以相反方向旋动，同上记下X及V值填入下表2 电容输出电压与位移的关系（反向）。