1、（ 五 ） 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 ： 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 实 验 模 板 、 电 涡 流 传 感 器 、 直 流 电 源 、 数 显 单 元
2、、 测 微 头 、 铁 圆 片 。四 、 实 验 步 骤 ：1、 根 据 图 3 7 安 装 电 涡 流 传 感 器 。图 3 7 电 涡 流 传 感 器 安 装 示 意 图2、 传 感 器 结 构 ， 这 是 一 个 扁 平 绕 线 圈 。 、 将 电 涡 流 传 感 器 输 出 线 接 入 实 验 模 板 上 标 有 的 两 端 插 孔 中 ， 作 为 振 荡 器 的 一 个 元 件 （ 传 感 器 屏 蔽 层 接 地 ）。 、 在 测 微 头 端 部 装 上 铁 质 金 属 圆 片 ， 作 为 电 涡 流 传 感 器 的 被 测 体 。 、 将 实 验 模 板 输 出 端 V0与 数 显
3、 单 元 输 入 端 Vi 相 接 。 数 显 表 量 程 切 换 开 关 选 择 电 压 20V 档 。 、 用 连 接 导 线 从 主 控 台 接 入 15V 直 流 电 源 到 模 板 上 标 有 +15V 的 插 孔 中 。 、 使 测 微 头 与 传 感 器 线 圈 端 部 接 触 ， 开 启 主 控 箱 电 源 开 关 ， 记 下 数 显 表 读 数 ， 然 后 每 隔 0.2mm 读 一 个 数 ， 直 到 输出 几 乎 不 变 为 止 。 将 结 果 列 入 表 3-4。表 3-4 电 涡 流 传 感 器 位 移 X 与 输 出 电 压 数 据X(mm) 10.5 11.5 1
4、2.5 13.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5 19.5V(v) 0.66 2.01 3.35 4.55 5.55 6.32 6.90 7.34 7.67 7.98、 根 据 表 4-4 数 据 ， 画 出 V-X 曲 线 ， 根 据 曲 线 找 出 线 性 区 域 及 进 行 正 、 负 位 移 测 量 时 的 佳 工 作 点 ， 试 计 算 量 程为 1mm、 3mm 及 5mm 时 的 灵 敏 度 和 线 性 度 （ 可 以 用 端 基 法 或 其 它 拟 合 直 线 ）。axis(10.5 18.5 0.66 7.9);coords=10.5:1:18.5,19.5
5、;0.66,2.01,3.35,4.55,5.55,6.32,6.90,7.34,7.67,7.9;grid;hold;plot(coords(1,:),coords(2,:),*);x=coords(1,:)y=coords(2,:)图 3 8 电 涡 流 传 感 器 位 移 实 验 接 线 图b=size(coords);c=ones(1,b(2);MT=c;x;M=MT;f=inv(MT*M)*MT*yy=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1)x=-max(x):0.01:max(x);y=f(1)+f(2)*x;mistake=max(x-y)/(max(y)-mi
6、n(y);fprintf(传 感 器 的 系 数 灵 敏 度 S=%5.3f%n,abs(f(2);fprintf(非 线 性 误 差 f=%5.3f%n,mistake);plot(x,y);xlabel(x/mm);ylabel(V/v);title(电 涡 流 传 感 器 的 性 能 试 验 );legend(y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1);计 算 结 果 ：ans =y=0.80333x+-6.825传 感 器 的 系 数 灵 敏 度 S=0.803%非 线 性 误 差 f=0.340%五 、 思 考 题 ：1） 电 涡 流 传 感 器 的 量 程 与 哪 些 因 素 有 关 ， 如 果 需 要 测 量 5mm 的 量 程 应 如 何 设 计 传 感 器 ？答 ： 金属导体的电阻率 c，厚度 t，线圈的励磁电流角频率 以及线圈与金属块之间的距离 x 等参数有关。2） 用 电 涡 流 传 感 器 进 行 非 接 触 位 移 测 量 时 ， 如 何 根 据 量 程 使 用 选 用 传 感 器 。答 ： 可以通过贴金属片等方式进行测量。3） 请 解 释 本 实 验 中 的 “信 号 获 取 电 路 ”的 原 理 及 电 路 参 数 。答 ： 采 用 定 频 调 幅 式 测 量 电 路 。
