检测技术实验指导书(学生)

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工程测量实验指导书

工程测量实验指导书

工程测量实验指导书摘要:一、实验目的二、实验原理三、实验仪器与设备四、实验步骤1.准备工作2.测量过程3.数据处理与分析五、实验报告要求六、注意事项正文:【实验目的】本实验旨在使学生掌握工程测量的基本原理和方法,熟练使用测量仪器,培养学生的动手能力和实际操作技能。

【实验原理】工程测量是研究和应用测量理论与技术,对各种工程项目的几何形状、大小、位置及物理特性进行测量、描述和评价的一门学科。

实验中将涉及到测量误差的计算与分析,以及全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器的使用。

【实验仪器与设备】1.全站仪2.经纬仪3.水准仪4.测距仪5.测量标尺6.其他辅助工具【实验步骤】【准备工作】1.检查实验仪器,确保仪器状态良好,功能正常。

2.熟悉实验流程,了解各步骤的操作要点。

3.确定实验场地,做好安全措施。

【测量过程】1.使用经纬仪进行角度测量。

2.使用水准仪进行高差测量。

3.使用全站仪进行距离测量。

4.记录测量数据,整理测量成果。

【数据处理与分析】1.计算测量误差,分析误差来源。

2.对测量数据进行处理,得出最终测量结果。

3.分析实验过程中存在的问题,提出改进措施。

【实验报告要求】1.详细记录实验过程,包括测量数据、计算过程和分析结果。

2.绘制实验成果图,清晰展示测量结果。

3.撰写实验报告,对实验过程和结果进行总结,并提出建议。

【注意事项】1.严格遵守实验纪律,确保实验安全。

2.爱护实验仪器,正确使用和存放。

3.注重实际操作,培养良好的动手能力。

《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验)

《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验)

《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验)实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验一、实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。

二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。

金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,用它来转换被测部位的受力大小及状态,通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化,输出电压U0=EKε(E为供桥电压),对单臂电桥而言,电桥输出电压,U01=EKε/4。

(E为供桥电压)。

三、器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码(每只约20g)、数显表、±15V电源、±4V电源、万数显电压表输入端Vi相连,调节实验模板上调零电位器RW4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档),完毕关闭主控箱电源。

3、参考图(1-2)接入传感器,将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂,它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块内已连接好),接好电桥调零电位器Rw1,接上桥路电源±4V(从主控箱引入),检查接线无误后,合上主控箱电源开关,先粗调节Rw1,再细调RW4使数显表显示为零。

图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图4、在传感器托盘上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和减少砝码并读取相应的数显表数值,记下实验结果填入表(1-1)。

表1-1:单臂测量时,输出电压与负载重量的关系:重量(g)电压(mv) 增加砝码减少砝码5、根据表(1-1)计算系统灵敏度S:S=ΔV/ΔW(ΔV为输出电压平均变化量;ΔW重量变化量),计算非线性误差:δf1=Δm/yF·S×100%,式中Δm为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大电压偏差量:yF·S为满量程时电压输出平均值。

传感与检测技术实验指导书

传感与检测技术实验指导书

“传感器与检测技术”实验指导书一、适用专业:测控技术与仪器二、地位、作用和任务《传感器与检测技术》课程属于适用专业大学本科学生的必修专业基础课程。

传感器具有检测某种变量并把检测结果传送出去的功能,它们广泛应用于生产实践和科学研究中,是获取、处理、传送各种信息的基本元件。

特别是现代大规模工业生产,几乎全都依靠各种控制仪表或计算机实现自动控制,为保证自动控制系统的正常运行,必须随时随地把生产过程的各种变量提供给控制仪表或计算机。

要想正确及时地掌握生产过程或科研对象的各种信息,就必须具备传感器与检测技术方面的知识。

本部分旨在以实验和课程设计的形式进一步加强学生对各类传感器与检测技术的原理与应用的深入理解,将理论与实践有机地结合起来,学以致用。

主要任务是:1、通过理论学习和实验操作,掌握各类传感器的基本工作原理;2、了解各类传感器的特性和应用方法;3、掌握基本的误差与测量数据处理方法。

三、教学基本要求通过传感器与检测技术实验的基本训练,使学生在有关传感器与检测技术的实验方法和实验技能方面达到下列要求:(1)能够自行或在教师的指导下正确完成实验和实验报告等主要实验程序;(2)能够掌握常用传感器的性能、调试和使用方法;(3)能够通过实验完整掌握各类传感器的基本工作原理;(4)能够在接受传感器与检测技术基本实验技能的训练后,进行开放性实验,以提高综合实验能力。

四、实验内容实验一金属应变片:单臂、半桥、全桥功能比较(验证)实验二差动变压器特性及应用(综合)实验三差动螺线管电感式传感器特性(设计)*实验四差动变面积式电容传感器特性(验证)*实验五压电加速度传感器特性及应用(验证)*实验六磁电式传感器特性(验证)实验七霍尔式传感器特性(验证)108109实验八 热敏电阻测温特性(设计) 实验九 光纤位移传感器特性及应用(验证) 实验十 汽车防撞报警系统设计(设计)五、实验教材主要教材:《传感器与检测技术学习指导(实验部分)》六、考核方法根据实验操作效果、实验态度、实验报告撰写结果等进行综合评定。

传感器与检测技术综合实验指导书

传感器与检测技术综合实验指导书

《传感器与检测技术综合实验》教学大纲编号:04262400课程名称:传感器与检测技术综合实验英文名称:Comprehensive Experiments of Sensors and Measurement Technology 实验指导书名称:传感器与检测技术综合实验指导书一、学时学分总学时:1周学分:1 实验学时:30 开课学期:6二、实验目的传感器与检测技术综合实验是自动化专业和生物医学专业的一门重要的专业性实验。

其任务是学生在学习专业理论课之后,需要对实际的传感器和检测技术有一个全面的认识,对传感器结构和组成以及工作原理有一个详细的了解,在此基础上能初步掌握各种传感器的使用,完成自动检测任务,为以后的学习和工作打好基础。

使学生熟悉和掌握电阻应变传感器、电感式传感器、电容式传感器、霍尔式传感器、电涡流式传感器、磁电式传感器、光纤、光电传感器、热电阻、热电偶传感器、压电传感器及半导体扩散硅压阻式压力传感器等传感器的使用,使学生了解双平行梁的动态特性—正弦稳态响应和力平衡式传感器的使用。

三、实验基本原理CSY-998B+传感器实验仪提供了12个综合实验项目。

该实验仪主要由四部分组成:传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。

1.传感器安装台部分:装有双平行振动梁(应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢)、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头、小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台(圆盘)测微头及支架、振动圆盘(圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感的可动芯子)、半导体扩散硅压阻式差压传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒,热释电传感器、光电开关、硅光电池、光敏电阻元件安装盒。

2.显示及激励源部分:电机控制单元、主电源、直流稳压电源(±2V - ±10V分5档调节)、F/V数字显示表(可作为电压表和频率表)、(5mV-500mV)、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。

《变形监测实训》任务与指导书

《变形监测实训》任务与指导书

数据采样间隔(s)
静态
10—30 10—30 10—30 10—30 10—30
PDOP 值
静态
<6
<6
<6
<8
<8
c、实训任务
选用 GPS 实训控制网中的 G1、G2 点,与校内监测项目附近的四个强制对中墩进行联测,
并进行数据处理、平差,计算出对中墩的三维坐标。
2、沉降监测网建立
a、建立方式
采用二等水准测量的方式,将观测项目附近的工作基点与固定(永久性)水准点进
视线长度
实现高度
等级
前后
前后
视线
视线
仪器
视距 视距差 视距累计 长度 20m 长度 20m
等级

以上
以下
一等
DS1
<=50
<=1.0
<=3.0
>=0.5
>=0.3
二等
DS1
<=60
<=2.0
<=4.0
水准测量测站观测限差(mm)
>=0.4
>=0.3
等级
上下丝读数平均值 与中丝读数之差
基、辅分划 读数之差
而损伤仪器。 3、自箱内取出仪器时的注意事项 1)不论何种仪器,在取出前一定要先放松制动螺旋,以免取出仪器时因强行扭转而损坏制、微动装置,
甚至损坏轴系。 2)自箱内取出仪器时,应一手握住照准部支架,另一手扶住基座部分,轻拿轻放,不要用一只手抓仪
器。 3)自箱内取出仪器后,要随即将仪器箱盖好,以免沙土、杂草等不洁之物进入箱内。还要防止搬动仪
往 返测各 一次
附 合或环
线
往 返测各 一次

超级全面的实验室检测作业指导书适合在实验室工作的你

超级全面的实验室检测作业指导书适合在实验室工作的你

超级全面的实验室检测作业指导书,适合在实验室工作的你!01感官检验各种产品的感官检验基本包含组织状态、色泽、气味、滋味是否正常,有无异物,液体样品有无分层及浑浊现象,粉状样品有无水湿、结块,有无霉变、腐败变质等现象。

在感官检验时同时要检验产品的生产日期、保质期、净含量等。

02理化检验作业指导书(一)化学试剂化学试剂根据用途分为:一般试剂、基础试剂、高纯试剂、色谱试剂、生化试剂、光谱纯试剂和指示剂等。

一般用于食品检验的有一般试剂、基础试剂、高纯试剂和专用试剂。

基础试剂:可用作基准物质的试剂叫做基准试剂,也可称为标准试剂。

基础准试剂可用来直接配制标准溶液,用来校正或标定其他化学试剂。

如在配置标准溶液时用于标定标准溶液用的基准物。

化学试剂的储存:(1)化学试剂大多数都具有毒性及危害性,要加强管理。

(2)隔离存放:易燃类、剧毒类、强腐蚀性类、低温贮存的等分类放置;要求化验人员有一定的相关知识。

(3)一般存放于通风、阴凉、温度低于30℃的药品柜中。

有些药品遇光容易分解,避光保存。

固体、液体、酸、碱分别放置。

(二)仪器和器皿(1)检验所用的仪器应处于正常状态,要符合精度要求;同时高级的精密仪器要由经过专业培训的人员或专业技术人员操作,不可在未弄清使用方法前动用仪器。

(2)仪器因经常使用,检测性能会逐渐降低,所以测试仪器要定期检定和校准。

(3)一般的玻璃器皿采用一次计量。

可以是送到法定的计量单位进行计量,也可以送一套到法定的计量单位进行计量,然后用这套计量好的容器对本企业生产中使用的容器进行自校准。

玻璃仪器的计量一定要结合本企业的实际情况合理进行校正,并不是所有的仪器都要送检,但作为判定数据使用的器皿一定要计量。

(三)溶液的配制1.标准溶液的配制配制标准溶液用水,应符合GB/T 6682-2008的要求。

所用试剂纯度应在分析纯以上。

标定所用的基准试剂应为容量分析工作中使用的基准试剂。

所用分析天平及砝码应定期检定。

《传感器与测试技术》实验指导书

《传感器与测试技术》实验指导书

《传感器与测试技术》 实验指导书工程与技术系二O一三年二月CSY-2000型传感器与检测技术实验台说 明 书CSY2000型传感器与检测技术实验台是本公司为适应不同类别、不同层次的专业需要,在2000系列传感器与检测技术实验台的基础上,增加了一些光电传感器而最新推出的模块化的新产品。

CSY-2000型传感器与检测技术实验台,主要用于各大专院校、中专及职业技术院校开设的“自动检测技术” “传感器原理与技术” “工业自动化控制” “非电量电测技术”等课程的教学实验。

它是采用最新推出的模块化结构的产品。

实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器(透明结构便于教学),但其结构与线路是工业应用的基础。

希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解,并在实验的进行过程中通过信号的拾取、转换、分析、掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能与动手能力。

一、 实验台的组成CSY-2000型传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验桌等组成。

1、主机箱:提供高稳定的±15V、±5V、+5V、±2V~±10V(步进可调)、+2V~+24V (连续可调)直流稳压电源;直流恒流源0.6mA~20mA可调;音频信号源(音频振荡器)1KHz~10KHz(连续可调);低频信号源(低频振荡器)1Hz~30Hz(连续可调);气压源0~20KPa (可调);智能调节仪(器);计算机通信口;主控箱面板上装有电压、电流、频率转速、气压、光照度数显表;漏电保护开关等。

其中,直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能,在排除接线错误后重新开机一下才能恢复正常工作。

2、振动源:振动台振动频率1Hz~30Hz可调(谐振频率9Hz左右)。

3、转动源:手动控制0~2400转/分;自动控制300~2200转/分。

4、温度源:常温~200℃。

传感器与检测技术实验指导书

传感器与检测技术实验指导书

目录实验一力敏传感器实验-金属箔式应变片 (1)实验二温度传感器实验 (5)实验三光敏传感器实验 (8)实验四气敏、湿敏传感器实验 (10)实验五湿度测量仪的设计 (13)实验六酒精气体报警器 (14)附录一传感器安装示意图及面板示意图 (15)附录二实验仪面板图 (17)附录三电路原理图 (18)附录四CSY-998B+传感器实验仪简介 (29)1231实验一 力敏传感器实验-金属箔式应变片一、实验目的1.了解金属箔式应变片、单臂电桥的工作原理和工作情况;2.验证金属箔式应变片单臂、半桥、全桥的性能及其相互关系。

二、实验基本原理1.箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工作情况应变片是最常用的测力传感元件。

当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻也随之发生相应的变化,通过测量电路,转换成电信号输出显示。

电桥电路是做常用的非电量电测电路中的一种,当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻4321R R R R 、、、中,电阻的相对变化率分别为44332211////R R R R R R R R ∆∆∆∆、、、,当使用一个应变片时,;R R R ∆=∑当二个应变片组成差动状态工作,则有;RR R ∆=∑2用四个应变片组成差对工作,且RR R R R R R R ∆=∑====44321,,这分别构成单臂、半桥和全桥电路。

由表达式可知,单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。

2. 实际使用的应变电桥的性能和原理。

已知单臂、半桥和全桥电路的R ∑分别为R R R R R R /4/2/∆∆∆、、。

根据戴维定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4×E ×R ∑,电桥灵敏度,//R R V Ku ∆=于是对应单臂、半桥 和全桥的电压灵敏度分别为1/4×E 、1/2×E 和E 。

由此可知,当E 和电阻相对变化一定时,电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。

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检测技术实验指导书2019-3实验一:应变片单臂、半桥、全桥特性比较一、实验目的:1、掌握电阻应变式传感器的原理及特性;2、掌握单臂、半桥、全桥组桥原理及输出时的灵敏度和非线性度分析。

二、基本原理:电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。

一种利用电阻材料的应变效应,将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器,此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化,再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。

可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。

1.箔式应变片的基本结构应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成,如图1—1所示。

(a) 丝式应变片(b) 箔式应变片图1—1应变片结构图金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,与丝式应变片工作原理相同。

电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:ΔR/R=Kε式中:ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。

2.测量电路为了将电阻应变式传感器的电阻变化转换成电压或电流信号,在应用中一般采用电桥电路作为其测量电路。

电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。

能较好地满足各种应变测量要求,因此在应变测量中得到了广泛的应用。

电桥电路按其工作方式分有单臂、双臂和全桥三种,单臂工作输出信号最小、线性、稳定性较差;双臂输出是单臂的两倍,性能比单臂有所改善;全桥工作时的输出是单臂时的四倍,性能最好。

因此,为了得到较大的输出电压或电流信号一般都采用双臂或全桥工作。

基本电路如图1—2(a)、(b)、(c)所示。

(a)单臂(b)半桥(c)全桥图1—2 应变片测量电路(a)单臂Uo=U①-U③=〔(R4+△R4)/(R4+△R4+R3)-R1/(R1+R2)〕E={〔(R1+R2)(R4+△R4)-R1(R3+R4+△R4)〕/〔(R3+R4+△R4)(R1+R2)〕}E设R1=R2=R3=R4,且△R4/R4=ΔR/R<<1,ΔR/R=Kε。

则Uo≈(1/4)(△R4/R4)E=(1/4)(△R/R)E=(1/4)KεE(b) 双臂(半桥)同理:Uo≈(1/2)(△R/R)E=(1/2)KεE(C) 全桥同理:Uo≈(△R/R)E=KεE3.箔式应变片单臂电桥实验原理图图1—3 应变片单臂电桥实验原理图图中R1、R2、R3为350Ω固定电阻,R4为应变片; W1和r组成电桥调平衡网络,供桥电源直流±4V。

桥路输出电压Uo≈(1/4)(△R4/R4)E=(1/4)(△R/R)E=(1/4)KεE 。

三、实验所需设备:机头中的电子称;电阻应变式模块、电压/频率表、砝码、托盘;31位数显2万用表、实验线若干。

四、实验步骤:1.在应变梁自然状态(不受力)的情况下,用31位数显万用表2kΩ电阻2档测量所有应变片阻值。

如下图1—6所示。

图1—6观察应变片阻值变化情况示意图2.电阻应变式模块差动放大部分调零点:按图1—7示意接线(接4根线)。

将电压/频率表的量程切换开关切换到2V档,合上实验箱主电源开关,将电阻应变式模块的“增益”电位器顺时针方向轻轻转到底,调节“运放调零”电位器,使电电压/频率表显示电压为零。

电阻应变式模块的差动放大部分的零点调节完成,关闭主电源。

拆去短接线。

图1—7 差放调零接线图3.应变片单臂电桥特性⑴将主板上传感器输出单元中的箔式应变片(标有上下箭头的4片应变片中任意一片为工作片)与电桥单元中R1、R2、R3组成电桥电路,电桥的一对角接V+、V-直流电源(V+、V-模块内部已接+-5V电源),另一对角作为电桥的输出接电阻应变式模块的放大器二输入端,将RW1电位器(对应电阻应变式模块面板上的“电桥调零”旋钮)、r电阻直流调节平衡网络接入电桥中(RW1电位器二固定端接电桥的V+、V-电源端、RW1的活动端r电阻接电桥的输出端),如图1—8示意接线(粗曲线为连接线,接10根线)。

图1—8 应变片单臂电桥特性实验接线示意图⑵检查接线无误后合上主电源开关,在电子称托盘无砝码时调节“电桥调零”旋钮,使电压表显示为0或接近0(有小的起始电压也无所谓,不影响应变片特性与实验)。

⑶在电子称托盘上放置一只砝码(20g/只),读取数显表数值,之后依次增加砝码并读取相应的电压值,记下实验数据填入表1。

实验完毕,关闭电源。

重量(g) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 单臂电压(mV)半桥电压(mV)全桥电压(mV)4、应变片半桥特性除实验接线按图1—9接线,电桥单元中R1、R2与相邻的二片应变片组成电桥电路外。

实验步骤和实验数据处理方法与步骤3完全相同。

实验完毕,关闭电源。

(接11根线)图1—9 应变式传感器半桥接线示意图5、应变片全桥特性除实验接线按图1—10接线,四片应变片组成电桥电路。

实验步骤和实验数据处理方法与步骤3完全相同。

实验完毕,关闭电源。

(接13根线)图1—10 应变片全桥特性实验接线示意图五、数据分析1、同一个坐标纸上描出X-V曲线。

2、根据表1数据计算系统灵敏度S=ΔV/ΔW(ΔV输出电压变化量,ΔW 重量变化量)和非线性误差δ,δ=Δm/yFS ×100%式中Δm为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差:yFS满量程输出平均值,此处为200g。

3、结论六、思考题1.ΔR转换成ΔV输出用什么方法?2.根据图1-8机头中应变梁结构,在托盘上放置砝码后分析上、下梁片中应变片的应变方向(是拉?还是压?)?七、注意事项:1、在更换应变片时应将电源关闭。

2、在实验过程中如有发现电压、过载,应将电压量程扩大。

3、在本实验中只能将放大器接成差动形式,否则系统不能正常工作。

4、直流稳压电源±4V不能打的过大,以免损坏应变片或造成严重自热效应。

5、接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。

6、实验过程中的放大器增益必须相同。

实验二电涡流传感器实验一、实验目的:1、掌握电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。

2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。

二、基本原理:电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。

电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体(导电体—金属涡流片)组成,如图2-1(a)所示。

根据电磁感应原理,当传感器线圈(一个扁平线圈)通以交变电流(频率较高,一般为1MHz~2MHz)I1时,线圈周围空间会产生交变磁场H1,当线圈平面靠近某一导体面时,由于线圈磁通链穿过导体,使导体的表面层感应出呈旋涡状自行闭合的电流I2,而I2所形成的磁通链又穿过传感器线圈,这样线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感,最终原线圈反馈一等效电感,从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。

可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环,这样就可得到如图2-1(b)的等效电路。

图中R1、L1为传感器线圈的电阻和电感。

短路环可以认为是一匝短路线圈,其电阻为R2、电感为L2。

线圈与导体间存在一个互感M,它随线圈与导体间距的增大而减小。

为实现电涡流位移测量,必须有一个专用的测量电路。

这一测量电路(称之为前置器,也称电涡流变换器)应包括具有一定频率的稳定的震荡器和一个检波电路等。

电涡流传感器位移测量实验框图如图2—2所示。

图2-1(a) 电涡流传感器原理图图2-1(b) 电涡流传感器等效电路图图2—2 电涡流位移特性实验原理框图根据电涡流传感器的基本原理,将传感器与被测体间的距离变换为传感器的Q值、等效阻抗Z和等效电感L三个参数,用相应的测量电路(前置器)来测量。

本实验的涡流变换器为变频调幅式测量电路,电涡流变换器原理图与面板如图2—3所示。

电路组成:⑴Q1、C1、C2、C3组成电容三点式振荡器,产生频率为1MHz左右的正弦载波信号。

电涡流传感器接在振荡回路中,传感器线圈是振荡回路的一个电感元件。

振荡器作用是将位移变化引起的振荡回路的Q值变化转换成高频载波信号的幅值变化。

⑵D1、C5、L2、C6组成了由二极管和LC形成的π形滤波的检波器。

检波器的作用是将高频调幅信号中传感器检测到的低频信号取出来。

⑶Q2组成射极跟随器。

射极跟随器的作用是输入、输出匹配以获得尽可能大的不失真输出的幅度值。

图2—3电涡流变换器原理图电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体(导电体)间的间隙变化来测物体的振动相对位移量和静位移的,它与被测物之间没有直接的机械接触,具有很宽的使用频率范围(从0~10Hz)。

当无被测导体时,振荡器回路谐振于f0,传感器端部线圈Q0为定值且最高,对应的检波输出电压Vo 最大。

当被测导体远离传感器线圈时,线圈Q值发生变,振荡器的谐振频率发生变化,谐振曲线变得平坦,检波出的幅值Vo变小。

Vo变化反映了位移x的变化。

电涡流传感器可以在位移、振动、转速、探测、厚度等测量上得到应用。

三、需用器件与单元:机头静态位移安装架、电涡流传感器(其阻值10Ω左右)、被测体(铁圆片) 、测微头、主板电压/频率表、电涡流位移传感器模块。

四、实验步骤:1.观察传感器结构,这是一个平绕线圈。

调节测微头初始位置的刻度值为5mm处,按图2—4安装测微头、被测体、电涡流传感器(注意安装顺序:先将测微头的安装套插入安装架的安装孔内,再将被测体套在测微头的测杆上;其次在安装架上固定好电涡流传感器;将电涡流传感器尾部的信号电缆插入机头的电涡流插座。

最后平移测微头安装套使被测体与传感器端面相贴时拧紧测微头安装孔的紧固螺钉),如图2—4所示。

图2-4电涡流传感器安装示意图1、从实验箱主板上的传感器输出单元的“涡流”插孔接两根线到“电涡流位移传感器模块”,并将模块输出端接电压/频率表。

如图2-5所示。

2、将电压/频率表量程切换开关切换到20V档,检查接线无误后开启主电源开关,记下电压表读数,然后逆时针调节测微头微分筒每隔0.5mm读一个数,直到输出Vo变化很小为止并将数据列入表1。

实验完毕,关闭所有电源。

3、将被测体铁圆片换成铝圆片,实验方法与步骤同上。

并将数据列入表2。

实验完毕,关闭所有电源。

图2-5 电涡流传感器实验接线图表1 电涡流传感器位移X与输出电压数据X(mm)0 0.5 1.1.52.2.53.3.54.4.55.5.56.6.57.7.5Vo(V)铁表2被测体为铝圆片时的位移X与输出电压数据X(mm)0 0.5 1.1.52.2.53.3.54.4.55.5.56.6.57.7.5Vo(V)铝五、数据分析:1、根据表1、2数据,分别画出V-X曲线,根据曲线找出线性区域并计算灵敏度和线性度(可用最小二乘法或其它拟合直线)。

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