電渦流傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告.

1、實(shí)驗(yàn)十九電渦流傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆姕u流傳感器測(cè)量位移的工作原理和特性。二、實(shí)驗(yàn)儀器電渦流傳感器、鐵圓盤(pán)、電渦流傳感器模塊、測(cè)微頭、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)顯直流電壓表三、實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)高頻電流的線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)有導(dǎo)電體接近時(shí)，因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗，而渦流損耗與導(dǎo)電體離線(xiàn)圈的距離有關(guān)，因此可以進(jìn)行位移測(cè)量。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1按圖 2-1 安裝電渦流傳感器。圖 2-1 傳感器安裝示意圖2在測(cè)微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓盤(pán)，作為電渦流傳感器的被測(cè)體。調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使鐵質(zhì)金屬圓盤(pán)的平面貼到電渦流傳感器的探測(cè)端，固定測(cè)微頭。圖 2-2 電渦流傳感器接線(xiàn)示意圖3傳感器連接按圖2-2，實(shí)驗(yàn)?zāi)K輸出

2、端Uo 與直流電壓表輸入端U i 相接。直流電壓表量程切換開(kāi)關(guān)選擇電壓20V 檔，模塊電源用2 號(hào)導(dǎo)線(xiàn)從實(shí)驗(yàn)臺(tái)上接入+15V 電源。4合上實(shí)驗(yàn)臺(tái)上電源開(kāi)關(guān)，記下數(shù)顯表讀數(shù)，然后每隔0.1mm 讀一個(gè)數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹埂⒔Y(jié)果列入表2-1。表 2-1鐵質(zhì)被測(cè)體X （ mm）0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0UO(V)0.020.210.370.530.670.830.991.141.301.46X （ mm）1.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0UO(V)1.621.801.972.152.322.492.682.863.053.23X （

3、mm）2.12.22.32.42.52.62.72.82.93.0UO(V)3.433.623.823.843.843.843.843.843.843.845.根據(jù)上表數(shù)據(jù)，畫(huà)出V-X 曲線(xiàn)，根據(jù)曲線(xiàn)找出線(xiàn)性區(qū)域及進(jìn)行正、負(fù)位移測(cè)量時(shí)的最佳工作點(diǎn)（即曲線(xiàn)線(xiàn)性段的中點(diǎn)），試計(jì)算測(cè)量范圍為1mm 與 3mm 時(shí)的靈敏度和線(xiàn)性度4.543.532.5系列121.510.5000.511.522.534.54y = 1.6852x - 0.16473.5R2 = 0.997632.521.510.50-0.500.511.522.5（ 1）由上圖可得系統(tǒng)靈敏度： S= V/ W=1.6825V/mm（

4、 2）由上圖可得非線(xiàn)性誤差：當(dāng) x=1mm 時(shí) :Y=1.6825 ×1-0.1647=1.5178Vm =Y-1.46=0.0578VyFS=2.32V f = m /yFS × 100%=2.49% 當(dāng) x=3mm 時(shí) :Y=1.6825 ×3-0.1647=4.4828Vm =Y-3.84=1.0428VyFS=3.84V f = m /yFS × 100%=27.15%五、思考題1、電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測(cè)量±5mm的量程應(yīng)如何設(shè)計(jì)傳感器？答：量程與線(xiàn)性度、靈敏度、初始值均有關(guān)系。如果需要測(cè)量±5mm的量程

5、應(yīng)使傳感器在這個(gè)范圍內(nèi)線(xiàn)性度最好，靈敏度最高，這樣才能保證的準(zhǔn)確度。2、用電渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測(cè)量時(shí)，如何根據(jù)使用量程選用傳感器？答：根據(jù)需要測(cè)量距離的大小，一般距離較大要求量程較大，且靈敏度要求不會(huì)太高，而且量程有正負(fù)； 相反需要測(cè)量的距離較小，則對(duì)靈敏度要求較高，量程不需要太大，這樣既能滿(mǎn)足要求，同時(shí)又保證了測(cè)量的精確度。實(shí)驗(yàn)二十被測(cè)體材質(zhì)對(duì)電渦流傳感器特性影響一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠煌谋粶y(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理渦流效應(yīng)與金屬導(dǎo)體本身的電阻率和磁導(dǎo)率有關(guān)，因此不同的材料就會(huì)有不同的性能。在實(shí)際應(yīng)用中， 由于被測(cè)體的材料、形狀和大小不同會(huì)導(dǎo)致被測(cè)體上渦流效應(yīng)的不充分，

6、會(huì)減弱甚至不產(chǎn)生渦流效應(yīng)，因此影響電渦流傳感器的靜態(tài)特性，所以在實(shí)際測(cè)量中，往往必須針對(duì)具體的被測(cè)體進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定。三、實(shí)驗(yàn)儀器除與實(shí)驗(yàn)十九相同外，另加銅和鋁的被測(cè)體圓盤(pán)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟與實(shí)驗(yàn)十九相同將鐵質(zhì)金屬圓盤(pán)分別換成銅質(zhì)金屬圓盤(pán)和鋁質(zhì)金屬圓盤(pán)。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別記入下面表2-2、 2-3。表 2-2銅質(zhì)被測(cè)體X （ mm）00.10.20.30.40.50.60.70.80.9V(V)1.992.002.012.052.132.372.733.103.473.81X （ mm）1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.9V(V)4.194.564.945.305.656.

7、016.376.737.037.40X （ mm）2.02.12.22.32.42.52.62.72.82.9V(V)7.738.078.408.718.989.269.549.8110.0410.25X （ mm）3.03.13.23.33.43.53.63.73.83.9V(V)10.4510.6510.8411.0411.2011,3811.5411.6311.6711.69X （ mm）4.04.14.24.34.44.5V(V)11.7111.7211.7311.7311.7311.73Cu1412108Cu642001234514y = 3.0637x + 1.2584122R =

8、 0.9881108系列1線(xiàn)性 (系列 1)6線(xiàn)性 (系列 1)42000.511.522.533.54（ 1）由上圖可得系統(tǒng)靈敏度： S= V/ W=3.0637V/mm（ 2）由上圖可得非線(xiàn)性誤差：當(dāng) x=1mm 時(shí) :Y=3.0637 ×1+1.2584=4.3221Vm =Y-4.19=0.1321VyFS=8.40V f = m /yFS × 100%=1.57% 當(dāng) x=3mm 時(shí) :Y=3.0637 ×3+1.2584=10.45Vm =Y-10.45=0VyFS=8.40V f = m /yFS × 100%=0%表 2-3鋁質(zhì)被測(cè)體X

9、（ mm） 00.10.20.30.40.50.60.70.80.9V(V)2.622.652.722.943.353.764.144.554.945.32X （ mm）1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.9V(V)5.706.066.446.827.167.517.838.158.498.79X （ mm）2.02.12.22.32.42.52.62.72.82.9V(V)9.079.359.629.8710.0910.310.4910.6910.8611.04X （ mm）3.03.13.23.33.43.53.63.73.83.9V(V)11.211.3511.51

10、11.6211.6711.6911.711.7211.7311.73X （ mm）4.04.14.24.34.44.54.64.74.84.9V(V)11.7411.7411.7511.7611.7611.7711.7711.7711.7811.78X （ mm）5.05.15.25.35.45.55.65.75.85.9V(V)11.7811.7811.7911.7911.7911.79Al1412108系列1642002468101412y = 3.1977x + 2.4036R2 = 0.9884108系列16線(xiàn)性 ( 系列1)42000.511.522.533.5（ 1）由上圖可得系統(tǒng)靈敏度： S= V/ W=3.1977V/mm（ 2）由上圖可得非線(xiàn)性誤差：當(dāng) x=1mm 時(shí) :Y=3.1977 ×1+2.403