下载文档原格式
电涡流传感器的位移特性实验报告一、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、数显直流电压表二、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 •按图2-1安装电涡流传感器。
图2-1传感器安装示意图器的被测体。
调节测微头？L 属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，使铁质金,固定测微头。
—模損t图2-2电涡流传感器接线示意图X（m m ）0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 .0U o （ 0.0 0.2 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1.1 1.3 1.4 V ） 2 1 7 3 7 3 9 4 0 h 5X（m m ）1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.92.0U O （ 1.6 1.8 1.9 2.1 2.3 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2々n ffimT>< 匕・[: wk一一「QVi电福流传感器实验樟机3 •传感器连接按图 2-2,实验模块输出端 入端也相接 压 20V 档，， 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0.1mm 读一个数，直到输出几乎 不变为止。
将结果列入表2-1。
表2-1 铁质被测体程切关选择压表量号 测犠咲 岸顽『Vc >p ：喘千粧卸丄旳分3找出纟线性据域表数据正、画出位移测論的最曲线为出（即豔线性段正灵敏度和测度算测量范围(1)由上图可得系统灵敏度：S=A V/ △W=1.6825V/mm(2)由上图可得非线性误差：当x=1mm时:Y=1.6825 >1-0.1647=1.5178VA m =Y-1.46=0.0578VyFS=2.32V8 f = A m /yFS X 100%=2.49%当x=3mm时:Y=1.6825 X-0.1647=4.4828VA m =Y-3.84=1.0428V yFS=3.84V8 f = A m /yFS X 100%=27.15%五、思考题需嬴涡±感器的的量与如因计有感如果答：量程与线性度、灵敏度、初始值均有关系。
物理教案中的实验探究：电涡流的产生及其原理研究电涡流一词在日常中似乎并不常见，但它却广泛应用于汽车、电子设备、发电机等许多场合。
本文将介绍电涡流的产生原理及其相关实验探究。
1.实验介绍1.1.实验目的本实验旨在通过实验探究的方式，了解电涡流的产生原理及其特性。
1.2.实验器材电源、线圈、磁铁、万用表、电池、电振荡器等。
1.3.实验过程将磁铁上下翻转多次，观察线圈内部的电流变化情况。
1.4.实验原理在通过导体中的电流时，会产生一个由磁场产生的感应电动势，而这种电动势又会导致传导中对电流的限制，从而形成所谓的电涡流。
当导体移动或者磁场发生变化时也会在材料中产生电压并产生涡流。
这种电流虽然具有阻力，但同时也具有作用于磁场的结果。
2.实验结果在使用磁铁上下翻转多次后，我们可以观察到线圈内部出现的电流变化情况。
当磁铁静止时，线圈内部并不会产生电流，而在将磁铁上下翻转时，线圈内部便出现了明显的电流变化。
我们可以通过使用实验器材进行测量，发现随着磁铁移动产生的电磁力逐渐增强，导致在线圈内部产生电流的能力也随之增强。
当磁铁翻转多次后，线圈内部的电流产生了明显的变化。
3.实验讨论通过此实验我们了解到了电涡流的产生原理及其特性。
当传送电流的导体受到磁场影响时，产生的涡流会对电动势进行限制。
虽然这些涡流在生产和处理电能时可带来一些不利影响，但同时涡流也可被应用于环保和能源转换等领域。
电涡流可以在发电机等装置中产生电流，在产生电能的同时，稍加优化还可使发电机的效率更高。
此外，在电气设备中应用了某些金属材料时，依旧会产生电涡流。
正因为如此，电气设备通常都会采用一些材质较高的导体，以减少与电涡流相关的能源损失。
4.总结电涡流是电气工程中常见的一种现象。
在本文中，我们通过具体的实验探究，了解了电涡流的产生原理及其相关特性。
虽然电涡流在一些情况下会给我们带来不利影响，但它也是一种非常有价值的物理现象，应该充分加以利用。
希望本文对于未来的电气工程工作者们，能够有所启发并帮助他们在工作中更好地应用电涡流。
一、实验目的1. 理解电涡流传感器的工作原理。
2. 掌握电涡流传感器测量位移的基本方法。
3. 分析电涡流传感器的位移特性，验证其测量精度。
二、实验原理电涡流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，从而在目标物体中感应出涡流。
涡流的强度与目标物体的位移成正比，通过检测涡流的强度，可以实现对位移的测量。
三、实验器材1. 电涡流传感器2. 信号发生器3. 示波器4. 金属样品5. 实验台四、实验步骤1. 将电涡流传感器固定在实验台上，确保传感器与金属样品的距离适中。
2. 将金属样品放置在传感器的检测区域内。
3. 连接信号发生器和示波器，设置合适的频率和幅度。
4. 打开信号发生器，观察示波器上的信号波形。
5. 缓慢移动金属样品，观察示波器上的信号波形变化。
6. 记录不同位移下的信号波形，分析电涡流传感器的位移特性。
五、实验结果与分析1. 实验现象当金属样品靠近传感器时，示波器上的信号波形发生明显变化。
随着金属样品的远离，信号波形逐渐恢复到初始状态。
2. 实验数据（1）位移与信号幅度的关系通过实验，我们得到以下数据：位移（mm） | 信号幅度（V）------------|------------0 | 0.51 | 0.72 | 1.03 | 1.24 | 1.5从数据中可以看出，位移与信号幅度呈正相关关系，即位移越大，信号幅度越大。
（2）位移与信号频率的关系通过实验，我们得到以下数据：位移（mm） | 信号频率（kHz）------------|------------0 | 1.21 | 1.52 | 1.83 | 2.04 | 2.2从数据中可以看出，位移与信号频率呈正相关关系，即位移越大，信号频率越高。
3. 实验结论（1）电涡流传感器可以有效地测量金属样品的位移。
（2）位移与信号幅度、信号频率呈正相关关系。
实验一位移传感器性能实验一、实验目的：1、、了解电涡流传感器原理；2、掌握电涡流传感器的应用方法；二、基本原理：电涡流传感器的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、电涡流传感器实验模块、测微头、直流电源、数显单元（主控台电压表）、测微头、铁圆片。
四、实验步骤：测微头的组成与使用测微头组成和读数如图8-2测微头读数图图8-2 测位头组成与读数测微头组成：测微头由不可动部分安装套、轴套和可动部分测杆、微分筒、微调钮组成。
测微头读数与使用：测微头的安装套便于在支架座上固定安装，轴套上的主尺有两排刻度线，标有数字的是整毫米刻线(1ｍｍ／格)，另一排是半毫米刻线(0.5ｍｍ／格)；微分筒前部圆周表面上刻有50等分的刻线(0.01ｍｍ／格)。
用手旋转微分筒或微调钮时，测杆就沿轴线方向进退。
微分筒每转过1格，测杆沿轴方向移动微小位移0.01毫米，这也叫测微头的分度值。
测微头的读数方法是先读轴套主尺上露出的刻度数值，注意半毫米刻线；再读与主尺横线对准微分筒上的数值、可以估读1／10分度，如图8-2甲读数为3.678ｍｍ，不是 3.178ｍｍ；遇到微分筒边缘前端与主尺上某条刻线重合时，应看微分筒的示值是否过零，如图6-2乙已过零则读2.514ｍｍ；如图8-2丙未过零，则不应读为2ｍｍ，读数应为1.980ｍｍ。
测微头使用：测微头在实验中是用来产生位移并指示出位移量的工具。
一般测微头在使用前，首先转动微分筒到10ｍｍ处(为了保留测杆轴向前、后位移的余量)，再将测微头轴套上的主尺横线面向自己安装到专用支架座上，移动测微头的安装套(测微头整体移动)使测杆与被测体连接并使被测体处于合适位置(视具体实验而定)时再拧紧支架座上的紧固螺钉。
当转动测微头的微分筒时，被测体就会随测杆而位移。
电涡流传感器测位移1）电涡流传感器和测微头的安装、使用参阅图8-5。
第1篇一、实验目的1. 了解电涡流效应的基本原理和产生过程。
2. 通过实验验证电涡流效应的存在及其与金属导体距离的关系。
3. 掌握电涡流传感器的原理和位移测量方法。
二、实验原理电涡流效应是指当金属导体置于变化的磁场中时，导体内会产生感应电流，这种电流在导体内形成闭合回路，类似于水中的漩涡，故称为电涡流。
电涡流效应的产生主要依赖于法拉第电磁感应定律和楞次定律。
三、实验器材1. 电涡流传感器2. 信号发生器3. 示波器4. 金属样品5. 实验台6. 连接线四、实验步骤1. 将电涡流传感器固定在实验台上，确保传感器水平且与金属样品保持一定的距离。
2. 将金属样品放置在传感器的检测区域内，并确保金属样品表面平整。
3. 连接信号发生器和示波器，设置合适的频率和幅度，使传感器产生交变磁场。
4. 打开信号发生器，观察示波器上的信号变化，记录下不同金属样品距离传感器时的信号波形。
5. 逐渐改变金属样品与传感器之间的距离，重复步骤4，记录不同距离下的信号波形。
6. 分析实验数据，探讨电涡流效应与金属导体距离的关系。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，随着金属样品与传感器距离的增加，示波器上的信号波形逐渐减弱，说明电涡流效应随距离的增加而减弱。
2. 当金属样品与传感器距离较远时，示波器上几乎无信号显示，说明电涡流效应随距离的增加而消失。
3. 当金属样品与传感器距离较近时，示波器上的信号波形明显，说明电涡流效应随距离的减小而增强。
六、实验结论1. 电涡流效应确实存在，且与金属导体距离密切相关。
2. 当金属导体与传感器距离较近时，电涡流效应较强；当距离较远时，电涡流效应较弱。
3. 电涡流效应可用于电涡流传感器的位移测量，通过测量电涡流效应的变化，可以实现对金属导体位移的精确测量。
七、实验讨论1. 电涡流效应的产生与金属导体的电阻率、磁导率以及几何形状等因素有关。
2. 实验过程中，金属样品表面平整度对实验结果有一定影响，表面不平整可能导致实验误差。
电涡流缓速器实验台电涡流缓速器试验台毕业论文车用机电式电涡流缓速器试验台2021年4月26日摘要电涡流缓速器是利用电磁学原理，将汽车行驶中的动能转化为热能散发掉，从而实现汽车减速和制动作用的装置。
普通电涡流缓速器的主要缺点是体积较大，质量较重，安装对原车传动系统影响较大。
本论文详细地介绍了车用机电式电涡流缓速器的结构和工作原理，在此基础上进行了缓速器试验台的设计结合电涡流缓速器的性能特性与要求以及电涡流缓速器台架试验方法，介绍了电涡流缓速器试验台的工作原理及其结构。
提出了机电式电涡流缓速器的台架试验项目和试验方法，并进行了实例介绍。
本文从该试验台的设计要求出发，介绍了该试验台的设计依据，对试验台的各个系统都给以了详细的说明。
同时分析了实际车辆的制动过程，建立尽可能多的影响汽车实际工作情况的因素，得出了合理的惯性模拟系统。
并用电机、飞轮和轴共同模拟汽车惯性的多分流加载法。
另外，本文设计了精确的测控系统，通过对硬轴联接的双电机进行同步转速控制以及采取抗干扰措施，从而对缓速器的温度、转速、转矩等进行有效的测量。
关键词：电涡流，缓速器，测控系统，抗干扰I毕业论文AbstractElectromagnetic principle is the use of eddy current retarder, and the kinetic energy into heat energy from the car out, so as to realize vehicle deceleration and braking device. The main drawback of ordinary eddy current retarder is large, quality is heavier, a greater influence on the installation on the original vehicle transmission system.This paper in detail introduces the automobile electromechanical structure and working principle of eddy current retarder, on the basis of the test bench of the retarder design combined with performance characteristics and requirements of eddy current retarder and bench test method for eddy current retarder, this paper introduces the working principle of the test rig of eddy current retarder and its structure. Put forward the electromechanical of eddy current retarder test items and test methods, and examples.This article considered from the design request of the test bed, introducing the design gist of the test bed that according to. Each systemthat composes the test bed is explained at length. At the same time thearticle analyzed the actual break process of vehicles, establishing any factor possibly that influences vehicle's actual working circumstance, and elicited the reasonable inertial simulation system. And the test bed made use of electromotor, flywheel and axes to imitate the vehicle’s inertia together. Moreover, the article adopts the precise measure and control system, through controlling the series-connection electromotor's synchronous rotate speed and the anti-interference measure to measure temperature, rotate speed, torque of the electromagnetic retarder effectively etc.Keywords: electromagnetic, retarder, measure and control system, anti-interferenceII目录第1章绪论 (1)1.1引言 ........................................................................... .................................................. 1 1.2汽车电涡流缓速器综合性能试验台研制的背景 .. (2)1.2.1电涡流缓速器的发展历程 ........................................................................... .... 2 1.2.2电涡流缓速器的市场前景 ........................................................................... .... 2 1.2.3电涡流缓速器工作原理 ........................................................................... ........ 3 1.2.4电涡流缓速器主要优势 ........................................................................... ........ 3 1.3试验台开发的意义 ........................................................................... .......................... 4 第2章机电式电涡流缓速器样机研制与试验研究 (6)2.1试验台的工作原理及其结构 ........................................................................... .......... 6 2.2 机电式电涡流缓速器的试验台 ........................................................................... ... 7 2.3 机电式电涡流缓速器的运行工况 ............................................................................8 2.4 机电式电涡流缓速器台架试验项目和试验方法 .................................................. 9 第3章试验台机械结构的设计与校核 (11)3.1研究背景 ........................................................................... ........................................ 11 3.2 缓速器负载的分析 ........................................................................... .. (11)3.2.1多分流加载法的模拟机理 ........................................................................... .. 12 3.3电动机方案确定 ........................................................................... ............................ 14 3.4加速器的设计 ........................................................................... .. (16)定 ........................................................................... ..................... 16 3.4.2各轴输入功率 ........................................................................... ...................... 16 3.4.3各轴输入转矩 ........................................................................... ...................... 16 3.4.4 加速器的选择 ........................................................................... ..................... 17 3.5飞轮转动惯量 ........................................................................... .. (17)3.5.1 飞轮结构功能 ........................................................................... ..................... 17 3.5.2 机电缓速器试验台飞轮转动惯量 ................................................................ 19 3.5.3 飞轮结构的建立 ........................................................................... .. (21)毕业论文3.6飞轮尺寸的确定 ........................................................................... ............................ 21 3.7飞轮转动惯量的实现方法 ........................................................................... ............ 23 3.8飞轮的安全检测 ........................................................................... ............................ 23 第4章试验台主轴结构设计与其他部分选择 (24)4.1 底座平台的设计 ........................................................................... ........................... 24 4.2 联轴器 ........................................................................... ........................................... 25 4.3轴承及其密封件的的选取 ........................................................................... (25)取 ........................................................................... ......................... 25 4.3.2 轴承密封件的设计 ........................................................................... ............. 25 4.4轴的选择和校核 ........................................................................... . (26)4.4.1 主轴设计 ........................................................................... ............................. 26 4.4.2 主轴的强度校核 ........................................................................... ................. 30 4.4.3 飞轮支撑轴承的校核 ........................................................................... (33)第5章结论及展望 (34)5.1 结论 ........................................................................... ............................................... 34 5.2 展望 ........................................................................... ............................................... 35 主要参考文献 (36)感谢您的阅读，祝您生活愉快。
实验七、电涡流实验传感器试验模块7.1实验电路图7.2实验原理通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应主涡流损耗，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。
7.3实验内容7.3.1（实验十八）电涡流实验传感器的位移特性实验7.3.1.1实验目的了解电涡流实验传感器测量位移的工作原理和特性。
7.3.1.2所需器件及模块7号电涡流实验传感器实验模板、直流电源、0-2V数显单元、测微头、测试架、铁圆片。
7.3.1.3实验步骤1、将电涡流实验传感器安装在6号测位移试验模块。
2、将电涡流实验传感器输出线接入7号模块的IN输入口，作为振荡器的一个元件。
3、在测微头端装上铁质金属圆片，作为电涡流实验传感器的被测体。
4、将试验模块输出端VO2与数显表输入端V+相接，V-端接地，数显表量程切换开关20V。
5、电源接入7号模块的±12V。
6、使测微头与传感线圈接触，开启实验台电源开关，记下数显表读数，然后每间隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。
填入下表7-1：7.3.2（实验十九）被测体材质对电涡流实验传感器的特性影响实验7.3.2.1实验目的了解不同的被测物体材料对电涡流实验传感器性能影响。
7.3.2.2实验原理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。
7.3.2.3所需器件及模块7号电涡流实验传感器试验模块、电流电源、数显单元、测微头、铁圆片、铜和铝的被测体圆盘。
7.3.2.4实验步骤1、安装与实验7.3.1.3相同。
2、将铁圆片换成铝或铜圆片。
3、重复实验7.3.1.3步骤，进行被测体为铝和铜材料时的位移特性测试，分别计入下表：7.4实验体会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耗损，而涡流耗损与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
整个实验模块共分为四个部分，分别为电涡流传感器的位移特性实验、被测体材质对电涡流式传感器的特性影响实验、被测体面积大小对电涡流式传感器的特性影响实验和电涡流式传感器的应用位移限位器。
电涡流传感器V-n 曲线图
U/V
转速n /r p m 电涡流传感器转速测量实验报告
一、实验目的：
了解电涡流传感器测量转速的原理与方法。
二、实验仪器：
电涡流传感器、转动源、+5V 、+4、±6、±8、±10V 直流电源、电涡流传感器模块
三、实验原理：
根据电涡流传感器对不同材质的被测物输出不同和静态位移特性，选择合适的工作点即可测量转速。
四、实验内容与步骤
1、将电涡流传感器安装到转动源传感器支架上，引出线接电涡流传感器实验模块。
2、合上主控台电源，选择不同电源+4V 、+6V 、+8V 、+10V 、12V （±6）、16V （±8）、20V （±
10）、24V 驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后，记录驱动电压对应的转速，也可用示波器观测磁电传感器输出的波形。
五、数据分析与记录
1、数据记录表格
2、用matlab 绘制的V -n 曲线图如下图所示
3、电涡流传感器传感器测量转速原理
传感器线圈由信号激励，使它产生一个交变磁场，当被测导体靠近线圈时，在磁场作用范围的导体表层，产生了与此磁场相交链的电涡流，而此电涡流又将产生一交变磁场阻碍外
磁场的变化。
因此当被测体与传感器间的距离改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L 均发生变化，于是把位移量转换成电量。
六、实验报告
1．分析电涡流传感器传感器测量转速原理。
2．根据记录的驱动电压和转速，作V-n曲线。
电涡流传感器实验模块电涡流传感器实验模块基本教学实验实验目的1掌握电涡流传感器的基本结构和工作原理。
2通过实验了解不同材料对电涡流传感器特性的影响。
3通过电涡流方法测量重量、电机转速，掌握电涡流传感器的实际应用技术。
4掌握电涡流传感器的静态标定方法，通过实验进行电涡流传感器的静态标定。
实验原理与自感传感器、差动变压器相比，电涡流测量原理的特点有二，其一是对导电率、导磁率等物性参数敏感，其二是能够实现非接触测量。
这两个特点使得电涡流传感器的应用更为灵活多样，至今人们还在不断的开发它的新用途。
金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，称之为电涡流。
这种现象称为涡流效应。
电涡流式传感器正是基于这种涡流效应而工作的。
如图1所示，一个通有交变电流的线圈，置于一块导电材料附近，由于交变电流的存在，在线圈周围就产生一个交变磁场，导电材料内便产生电涡流，电涡流也将产生一个新磁场，与方向相反，因而抵消部分原磁场，从而导致线圈的等效阻抗发生变化。
图电涡流效应图图、分别为线圈和导电材料的等效电阻，、分别为线圈和导电材料的等效电感。
M为互感参数，表征线圈与导电材料之间磁联系强弱。
图电涡流效应的等效电路图（）式(1)（2）为（3）金属导体的电阻率ρ、磁导率μ、线圈与金属导体之间的距离d以及线圈激励电流的角频率ω等参数，都将通过电涡流效应与线圈等效阻抗发生联系。
或者说．线圈等效阻抗是这些参数的函数，即（4）四个参数中的任意三个参数恒定，则等效阻抗将与第四个参数之间建立一一对应的关系，构成了从第四个参数到等效阻抗之间的转换关系。
利用位移d作为变换量，可以非接触的测量位移、厚度、振动、转速等，也可做成接近开关等。
图3为电涡流位移传感器的几种具体应用。
图(a)为轴的轴向位移的测量，图(b)为先导阀或换向阀位移测量，图(c)为金属热膨胀系数测量。
测量位移范围可从01mm到030mm．分辨率为满量程的0.1%。
图3电涡流位移传感器的几种具体应用图图利用电涡流传感器测量转速1安装好电涡流线圈和金属涡流片，注意二者必须保持平行。
一、实验目的1. 理解电涡流效应的产生原理。
2. 掌握电涡流效应在电工测量中的应用。
3. 通过实验验证电涡流效应的影响因素。
二、实验原理电涡流效应是指当导体置于交变磁场中时，导体内部会产生闭合的感应电流，这种电流呈现出旋涡状，故称为涡流。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在变化的磁场中运动或置于交变磁场中时，导体内将产生感应电动势，从而产生感应电流。
涡流效应广泛应用于电工测量、无损检测、金属加工等领域。
三、实验仪器与设备1. 涡流效应实验装置2. 交流电源3. 气隙调节装置4. 涡流检测仪5. 计时器6. 直尺7. 铝块（不同厚度）8. 导线四、实验步骤1. 连接实验装置：将涡流效应实验装置按照说明书要求连接好，包括交流电源、气隙调节装置、涡流检测仪等。
2. 调节气隙：将铝块放置在气隙调节装置上，调整气隙距离，使铝块与线圈之间保持一定的间隙。
3. 开启电源：打开交流电源，调节电源频率，观察涡流检测仪上的读数。
4. 改变铝块厚度：更换不同厚度的铝块，重复步骤3，记录不同厚度下的涡流检测仪读数。
5. 改变气隙距离：调整气隙距离，重复步骤3和4，记录不同气隙距离下的涡流检测仪读数。
6. 分析实验数据：对实验数据进行整理和分析，绘制气隙距离、铝块厚度与涡流检测仪读数之间的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 气隙距离与涡流检测仪读数的关系：实验结果显示，随着气隙距离的增大，涡流检测仪的读数逐渐减小。
这是因为气隙距离增大，铝块与线圈之间的耦合程度降低，导致涡流强度减弱。
2. 铝块厚度与涡流检测仪读数的关系：实验结果显示，随着铝块厚度的增加，涡流检测仪的读数逐渐增大。
这是因为铝块厚度增加，导体内产生的涡流路径变长，涡流强度增强。
3. 实验数据分析：通过实验数据绘制的关系曲线可以看出，气隙距离和铝块厚度对涡流效应有显著影响。
在实际应用中，可以根据需要调整气隙距离和铝块厚度，以达到所需的涡流强度。
六、实验结论1. 电涡流效应的产生原理是法拉第电磁感应定律。
7号电涡流实验模块7.1实验目的：7.1.1、掌握电涡流传感器的转换原理、型号、使用方法，叙述辅助部分的设计和工作原理。
7.1.2、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、以及了解电涡流传感器用于位移限位的原理与方法。
7.2实验设备和元件：X.2.1实验设备：7号电涡流传感器实验模块、位移测量实验模块、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片、不锈钢、铝片。
7.3实验内容：＊X.3.1、利用网络或图书馆等，首先掌握敏感（传感）元件的转换原理、型号、使用方法、以及信价比等，整理成不少于3000字的说明书。
电涡流传感器工作原理：根据法拉利电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时（与金属是否块状无关，且切割不变化的磁场时无涡流），导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。
而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。
当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。
通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。
则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。
通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，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。
于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。
输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。
电涡流传感器的优点：在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。
如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。
从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。
电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。
电涡流传感器类型：分为高频反射式电涡流传感器和低频透射式电涡流传感器。
低频透射式传感器采用低频激励，因此有较大的贯穿深度，适合于测量金属材料的厚度。
激励频率的选择原则为：待测导体的厚度大，应选择较低的激励频率以保证线性度，反之则使用较高激励频率以提高灵敏度。
被测体对电涡流传感器特性的影响：1．被测体材料对传感器的影响传感器特性与被测体的电导率б、磁导率ξ有关，当被测体为导磁材料（如普通钢、结构钢等）时，由于涡流效应和磁效应同时存在，磁效应反作用于涡流效应，使得涡流效应减弱，即传感器的灵敏度降低。
而当被测体为弱导磁材料（如铜，铝，合金钢等）时，由于磁效应弱，相对来说涡流效应要强，因此传感器感应灵敏度要高。
2．被测体表面平整度对传感器的影响不规则的被测体表面，会给实际的测量带来附加误差，因此对被测体表面应该平整光滑，不应存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。
一般要求，对于振动测量的被测表面粗糙度要求在0.4um～0.8um之间；对于位移测量被测表面粗糙度要求在0.4um～1.6um之间。
3．被测体表面磁效应对传感器的影响电涡流效应主要集中在被测体表面，如果由于加工过程中形成残磁效应，以及淬火不均匀、硬度不均匀、金相组织不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器特性。
在进行振动测量时，如果被测体表面残磁效应过大，会出现测量波形发生畸变。
4．被测体表面镀层对传感器的影响被测体表面的镀层对传感器的影响相当于改变了被测体材料，视其镀层的材质、厚薄，传感器的灵敏度会略有变化。
5．被测体表面尺寸对传感器的影响由于探头线圈产生的磁场范围是一定的，而被测体表面形成的涡流场也是一定的。
这样就对被测体表面大小有一定要求。
通常，当被测体表面为平面时，以正对探头中心线的点为中心，被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上；当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上，否则传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多。
实验测试，当被测体表面大小与探头头部直径相同，其灵敏度会下降到72%左右。
被测体的厚度也会影响测量结果。
被测体中电涡流场作用的深度由频率、材料导电率、导磁率决定。
因此如果被测体太薄，将会造成电涡流作用不够，使传感器灵敏度下降，一般要求厚度大于0.1mm以上的钢等导磁材料及厚度大于0.05mm 以上的铜、铝等弱导磁材料，则灵敏度不会受其厚度的影响。
电涡流传感器安装要求:1.对被测体的要求为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间，如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器，就必须考虑是否会产生交叉干扰，两个探头之间一定要保持规定的距离，被测体表面积应为探头直径3倍以上，当无法满足3倍的要求时，可以适当减小，但这是以牺牲灵敏度为代价的，一般是探头直径等于被测体表面积时，灵敏度降低至70%，所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。
2.对工作的温度的要求一般进口涡流传感器最高温度不大于180℃，而国产的只能达到120℃，并且这些数据来源于生产厂家，其中有很大的不可靠性，据相关的各种资料分析，实际上，工作温度超过70℃时，电涡流传感器的灵敏度会显著降低，甚至会造成传感器的损坏，在核电站工业、涡轮发动机制造、火箭发射、汽车发动机检验、冶金钢铁熔炉等领域必要耐高温的电涡流传感器耐受性必须很高，据悉英国真尚有集团电涡流传感器设计工程师成功研发出了能够耐受上千摄氏度的此类传感器。
电涡流传感器的灵敏度受温度的影响，在轴振测量中安装使用电涡流传感器应尽量远离汽封，只有特制的耐高温传感器如高低温电涡流传感器才能用于安装汽封附近。
3、对探头支架的要求电涡流传感器安装在固定支架上，因此支架的好坏直接决定测量的效果，这就要求支架应有足够的刚度以提高自振频率，避免或减小被测体振动时支架也同时受激自振，资料表明，支架的自振频率至少应为机械旋转速度的10倍，支架应与被测表面切线方向平行，传感器垂直安装在支架上，虽然探头的中心线在垂直方向偏15°角时对系统特性没有影响，但最好还是保证传感器与被测面垂直。
4、对初始间隙的要求各种型号电涡流传感器，都在一定的间隙电压值下，它的读数才有较好的线性度，所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙，对每一套产品都会进行特性试验，绘出相应的特性曲线，工程技术人员在使用传感器的时候必须仔细研究配套的校验证书，认真分析特性曲线，以确定传感器是否满足所要测量的间隙，一般传感器直径越大所测量间隙也越大。
X.3.2、单独画出放大电路原理图，并进行输入阻抗、放大倍数等性能的分析。
快捷插座UA741电涡流传感器7电涡流传感器实验模块DiCEGNDGNDR15.1kW11.10kR3 2.4KR4 220Q1 9014E B cL4 12mHL2 12mHR5 1.5KR15 12KD1 4148L3 10mH10250P50P101R2 10K103102R8200KR93.3Q29012R63.3K103100UR63.3KR16 1KR17 1K+-0P07R18 3KL E DHXDV01OUTR11 10KR12 51K+-IC1OUT VO2GND+15VGND-15V-15VR15 51KR10 10KR13 6.8KW2 10KR14 10K-15VX.3.3、单独画出其他辅助电路原理图，并说明其作用等。
＊X.3.4、分析有无系统误差并处理。
实验中肯定存在系统误差。
首先，天气方面，做实验的时候天气很潮湿，金属表面肯定湿度比较大，这对金属的磁导率有一定的影响。
其次，螺旋测微器本来就存在误差，这是不能避免的，所以在位移的调节上就存在误差。
还有，金属材料表面并不是很平整，这在调节零位的时候就存在了一定的误差。
再有就是成员的估计读数时候的误差。
＊X.3.5、处理上述测量结果，求出它的方差和数学期望，分析有无疏失误差并处理。
实验十八测量结果的方差和数学期望： X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 期望(mv)0 5797133166183206233253273286方差为：33.3。
利用坏值处理3δ准则可以判定没有坏值，没有疏失误差。
实验十九测量结果的方差和数学期望： 铝片实验： X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 期望(mv)0 476377103116130137143153160由上可知除了1.2mm和2.0mm处方差为0外，其他方差为33.3。
利用坏值处理3δ准则可以判定没有坏值，没有疏失误差。
不锈钢实验：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0期望(mv) 0 20 33 43 50 53 63 73 73 83 86由上可知除了0.2mm和0.8mm处方差为0外，其他方差为33.3。
利用坏值处理3δ准则可以判定没有坏值，没有疏失误差。
实验二十一测量结果的方差和数学期望：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.01833 1830 1820 1813 1810 1790 1780 1770 1760 1750 1740 期望(mv)方差33 0 0 33 0 0 0 0 0 0 0利用坏值处理3δ准则可以判定没有坏值，没有疏失误差。
7.4实验结果与讨论X.4.1、详细记录实验结果。
实验十八电涡流传感器的位移特性实验的数据记录：第一次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0VO2(mv) 0 60 100 140 170 180 210 230 250 270 280第二次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0VO2(mv) 0 50 90 130 170 190 210 240 250 280 290第三次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0VO2(mv) 0 60 100 130 160 180 200 230 260 270 290灵敏度计算：1mm时:s1=157.5mv/mm.3mm时：s2=96.4mv/mm5mm时：s3=64.6mv/mm.实验十九被测体材质对电涡流式传感器特性影响实验的数据记录：用铝片做被测体的实验结果：第一次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 0 50 60 80 100 110 130 140 140 150 160 第二次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 0 40 60 70 100 120 130 140 150 160 160 第三次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 0 50 70 80 110 120 130 130 140 150 160 灵敏度计算：1mm时：s1=86.25mv/mm;3mm时，s2=46.4mv/mm;用不锈钢做被测体的实验结果：第一次测量数据：X(mv) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 0 20 30 40 50 50 60 70 70 80 80 第二次测量数据：X(mv) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 0 20 40 50 50 60 70 80 80 90 90 第三次测量数据：X(mv) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 0 20 30 40 50 50 60 70 70 80 90 灵敏度计算：1mm时：s1=41.25mv/mm;3mm时，s2=28.57mv/mm;实验二十一电涡流传感器的应用位移限位器实验的数据记录第一次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 1830 1830 1820 1820 1810 1790 1780 1770 1760 1750 1740 第二次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 1840 1830 1820 1810 1810 1790 1780 1770 1760 1750 1740 第三次测量数据：X(mm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VO2(mv) 1830 1830 1820 1810 1810 1790 1780 1770 1760 1750 1740 ＊X.4.2、写出系统误差的存在形式，说明减小办法。
