電渦流式傳感器性能測(cè)試.doc

電渦流式傳感器性能測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解渦流式傳感器的原理及工作性能；2、了解被測(cè)體材料對(duì)渦流傳感器性能的影響；3、了解電渦流式傳感測(cè)量振動(dòng)的原理和方法；4、了解電渦流傳感器在靜態(tài)測(cè)量中的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)；2、被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響實(shí)驗(yàn)；3、電渦流式傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（振幅測(cè)量、電子秤）（一）電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)單元及附件：渦流變換器 F/V表 測(cè)微頭 鐵測(cè)片 渦流傳感器 示波器振動(dòng)平臺(tái) 主、副電源。實(shí)驗(yàn)原理：電渦流式傳感器由平面線圈和金屬渦流片組成 ，當(dāng)線圈中通以高頻交變電流后，與其平行的金屬片上產(chǎn)生電渦流，電渦流的大小影響線圈的阻抗Z，而渦流的大小與金屬渦流片的電阻率、厚度、以及線圈的距離X有關(guān)。當(dāng)平面線圈、被測(cè)體（渦流片）、激勵(lì)源已確定，并保持環(huán)境溫度不變，阻抗Z只與X距離有關(guān)。將阻抗變化經(jīng)渦流變換成電壓V輸出，則輸出電壓是距離X的單值函數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 裝好傳感器（傳感器對(duì)準(zhǔn)鐵測(cè)片安裝）和測(cè)微頭。（2）觀察傳感器的結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)扁平線圈。（3）用導(dǎo)線將傳感器接入渦流變換器輸入端，將輸出端接至F/V表，電壓表置于20V檔，見圖5-1，開啟主、副電源。 圖5-1 （4）用示波器觀察渦流變換器輸入端的波形。如發(fā)現(xiàn)沒有振蕩波形出現(xiàn)，將傳感器遠(yuǎn)離被測(cè)體。 可見，波形為 波形，示波器的時(shí)基為 us/cm，故振蕩頻率約為 。 （5）調(diào)節(jié)傳感器或鐵片的高度，使傳感器與被測(cè)鐵片接觸，從此開始讀數(shù)，記下示波器及電壓表的數(shù)值，填入下表：建議每隔0.10mm0.50mm讀數(shù)，到線性嚴(yán)重變壞為止。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在座標(biāo)紙上畫出V-X曲線，指出大致的線性范圍，求出系統(tǒng)靈敏度。（最好能用誤差理論的方法求出線性范圍內(nèi)的線性度、靈敏度）?？梢姡瑴u流傳感器最大的特點(diǎn)是 ，傳感器與被測(cè)體間有一個(gè)最佳初始工作點(diǎn)。這里采用的變換電路是一種 。實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉主、副電源。X（mm）VP-PV（v）注意事項(xiàng)： 被測(cè)體與渦流傳感器測(cè)試探頭平面盡量平行，并將探頭盡量對(duì)準(zhǔn)被測(cè)體中間，以減少渦流損失。（二）被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)單元及附件：渦流傳感器 渦流變換器 鐵測(cè)片 F/V表 測(cè)微頭 鋁測(cè)片 振動(dòng)臺(tái) 主、副電源。實(shí)驗(yàn)步驟： （1）安裝好渦流傳感器，調(diào)整好位置。裝好測(cè)微頭。 （2）按圖5-1接線，檢查無誤，開啟主、副電源。 （3）從傳感器與鐵測(cè)片接觸開始，旋動(dòng)測(cè)微頭改變傳感器與被測(cè)體的距離，記錄F/V表讀數(shù)（F/V表置20V檔）。到出現(xiàn)明顯的非線性為止，然后換上鋁測(cè)片重復(fù)上述過程，結(jié)果填入下表（建議每隔0.05mm讀數(shù)）：根據(jù)所得結(jié)果，在同一座標(biāo)紙上畫出被測(cè)體為鋁和鐵的兩條V-X曲線，計(jì)算靈敏度與線性度，比較它們的線性范圍和靈敏度。關(guān)閉主、副電源。 可見，這種電渦流式傳感器在被測(cè)體不同時(shí)必須重新進(jìn)行 工作。注意事項(xiàng)： （1）傳感器在初始時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一段死區(qū)。 （2）此渦流變換器線路屬于變頻調(diào)幅式線路，傳感器是振蕩器中一個(gè)元件，因此被測(cè)材料與傳感器輸出特性之間的關(guān)系與定頻調(diào)幅式線路不同。（三）電渦流式傳感器的應(yīng)用振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)單元及附件：電渦流傳感器 渦流變換器 差動(dòng)放大器 電橋 鐵測(cè)片 直流穩(wěn)壓電源 低頻振蕩器 激振線圈 F/V表 示波器 主、副電源。 旋鈕的初始位置：差動(dòng)放大器增益置最小（逆時(shí)針到底），直流穩(wěn)壓電源置4V檔。實(shí)驗(yàn)步驟： （1）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器，將振動(dòng)平臺(tái)中間的磁鐵與測(cè)微頭充分分離，使梁振動(dòng)時(shí)不至于再被吸住（這時(shí)振動(dòng)臺(tái)處于自由靜止?fàn)顟B(tài)），適當(dāng)調(diào)節(jié)渦流傳感器頭的高低位置（目測(cè)），以前面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（線性范圍的中點(diǎn)附近為佳）為參考。 （2）根據(jù)圖5-2的電路結(jié)構(gòu)接線，將渦流傳感器探頭、渦流變換器、電橋平衡網(wǎng)絡(luò)、差動(dòng)放大器、F/V表、直流穩(wěn)壓電源連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路（這時(shí)直流穩(wěn)壓電源應(yīng)置于4V檔），F(xiàn)/V表置20V檔，開啟主、副電源。圖5-2（3）調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)，使電壓表讀數(shù)為零。（4）去除差動(dòng)放大器與電壓表連線，將差動(dòng)放大器的輸出與示波器連起來，將F/V表置2KHz檔，并將低頻振蕩器的輸出端與頻率表的輸入端相連。（5）固定低頻振蕩器的幅度旋鈕至某一位置（以振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)時(shí)不碰撞其他部件為好），調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時(shí)用頻率表監(jiān)測(cè)頻率，用示波器讀出峰峰值填入下表，關(guān)閉主、副電源。 思考題： （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道振動(dòng)臺(tái)的自振頻率大致是多少？ （2）如果已知被測(cè)梁振幅度為0.2mm，傳感器是否一害要安裝在最佳工作點(diǎn)？ （3）如果此傳感器僅用來測(cè)量振動(dòng)頻率，工作點(diǎn)問題是否仍十分重要？（四）電渦傳感器應(yīng)用電子秤實(shí)驗(yàn)單元及附件：渦流傳感器 渦流變換器 F/V表 砝碼 差動(dòng)放大器 電橋 鐵測(cè)片 主、副電源。旋鈕初始位置：電壓表置20V檔，差動(dòng)放大器增益旋至最小。實(shí)驗(yàn)步驟： （1）按圖5-2的電路接線。 （2）根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，調(diào)整傳感器的位置，使其處于線性范圍的始點(diǎn)位置附近處（與被測(cè)體之間的距離為線性始端處附近，目測(cè)）。 （3）開啟主、副電源，適當(dāng)增加差動(dòng)放大器的增益，調(diào)整電橋單元上的電位器W1，使電壓表為零。 （4）在平