電渦流和霍爾效應(yīng)實驗

1、實驗四、渦流、霍爾與光電傳感器應(yīng)用I 電渦流傳感器位移實驗一、實驗?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測量位移的工作原理和特性。二、基本原理：通過交變電流的線圈產(chǎn)生交變磁場，當(dāng)金屬體處在交變磁場時，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，金屬體內(nèi)產(chǎn)生電流，該電流在金屬體內(nèi)自行閉合，并呈旋渦狀，故稱為渦流。渦流的大小與金屬導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)磁率、厚度、線圈激磁電流頻率及線圈與金屬體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分磁場能量，從而改變激磁線線圈阻抗，渦流傳感器就是基于這種渦流效應(yīng)制成的。電渦流工作在非接觸狀態(tài)(線圈與金屬體表面不接觸)，當(dāng)線圈與金屬體表面的距離以外的所有參數(shù)一定時可以進行位移測量。三、需用器件與單元：主

2、機箱、電渦流傳感器實驗?zāi)０濉㈦姕u流傳感器、測微頭、被測體(鐵圓片)。四、實驗步驟：1、 觀察傳感器結(jié)構(gòu)，這是一個平繞線圈。根據(jù)圖19安裝測微頭、被測體、電渦流傳感器并接線。圖19 電渦流傳感器安裝、按線示意圖2、調(diào)節(jié)測微頭使被測體與傳感器端部接觸，將電壓表顯示選擇開關(guān)切換到20V檔，檢查接線無誤后開啟主機箱電源開關(guān)，記下電壓表讀數(shù)，然后每隔0.1mm讀一個數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹?。將?shù)據(jù)列入表19。表19電渦流傳感器位移X與輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）V(v)3、根據(jù)表19數(shù)據(jù)，畫出VX曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進行正、負位移測量時的最佳工作點(即曲線線性段的中點)，試計算測量范圍為1mm與3 m

3、m時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。實驗完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：（任選兩題）1、電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測量±5mm的量程應(yīng)如何設(shè)計傳感器？2、用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程選用不同的傳感器。3、為什么電渦流式傳感器被歸類為電感式傳感器？它屬于自感式，還是互感式？它常有哪些方面的應(yīng)用？II 霍爾測速實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。二、基本原理：利用霍爾效應(yīng)表達式：UHKHIB，當(dāng)被測圓盤上裝上N只磁性體時，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、整形和計數(shù)電路就可以測量被測旋轉(zhuǎn)

4、物的轉(zhuǎn)速。三、需用器件與單元：主機箱、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動源。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖16將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝于霍爾架上，傳感器的端面對準轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為23。圖16 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器實驗安裝、接線示意圖2、首先在接線以前，合上主機箱電源開關(guān)，將主機箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源224旋鈕調(diào)到最小(逆時針方向轉(zhuǎn)到底)后接入電壓表(顯示選擇打到20檔)監(jiān)測大約為.25V；然后關(guān)閉主機箱電源，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動電源按圖16所示分別接到主機箱的相應(yīng)電源和頻率轉(zhuǎn)速表(轉(zhuǎn)速檔)的Fin上。3、合上主機箱電源開關(guān)，在小于12范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)調(diào)節(jié)主機箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機電樞電壓)，觀察電機轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。4、從2開始記錄每增加相應(yīng)電機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待電機轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；畫出電機的(電機電樞電壓與電機轉(zhuǎn)速的關(guān)