模拟量电感式传感器实验指导书

模拟量电感式传感器实验指导书

注意事项

实验设备安装步骤

1 、断开实验电源

2 、实验用设备组合搭建

3 、实验线路连接

4 、依据实验指导书认真检查设备及接线

5 、开启实验电源( 24V DC/4.5A ) 实验完毕

1 、断开实验电源

2 、断开实验线路

3 、整理实验设备及工具连接线和插头颜色说明：颜色缩写黑棕蓝白红绿黄电压- 电流转

换开关：通过电压- 电流转换开关将电压信号连接到输出0，电流信号连接到输出1。转换开关

切换每个输入接口到各自的输出接口。

电压- 电流转换开关接线原理图

模拟量电感式传感器

一、实验目的

1 、确定模拟量电感式传感器的特性曲线；

2 、测量对象对模拟量电感式传感器输出信号的影响；

、实验原理

模拟量电感式传感器包括一个带有电感线圈的振荡回路、电容器以及一个放大器的并联回路。通过线圈的磁芯在外部产生电磁场。如果一个电感应材料进入该磁场活动区域中，根据电感原理产生涡流，将使振荡减弱。

由于传导率、渗透性、尺寸和距离的不同，振荡的衰减也不相同。振荡的衰减通过后续产生的输出信号来进行评价，在一定的测量范围内，输出信号与传感器、材料间的距离成正比。

1 振荡器

2 解调器

3 放大器

4 线性装置

5 输出信号调节

6 外部电压

7 内部恒定电源8线圈9输出(mV或mA

图1-1 模拟量电感式传感器结构图

三、实验仪器

仪器

数量

名称

模拟信号转换板电压- 电流转换开关模拟量电感式传感器

位移滑板游标卡尺数字万用表

零件3:低碳钢90x30mm零件4:不锈钢90x30mm零件5:铝90x30mm零件6:黄铜

90x30mm零件7:铜90x30mm

零件11:低碳钢30x30mm零件12:低碳钢25x25mm

零件13:低碳钢20x20mm零件14:低碳钢15x15mm零件15:低碳钢10x10mm零件16:低碳钢5x5mm台式稳压电源(24V DC/4.5A )

四、实验内容

1 确定模拟量电感式传感器的特性曲线

游标卡尺安装时，位移滑板设定在“ 0”。游标卡尺通过两个磁铁固定在位移滑板的基座上，与基座平行放置。

模拟量电感式传感器安装位置对于位移滑板中心横向偏移5cm。将零件3插入位移滑板材料固定架上。

图1-2 实验仪器布置图

1

图1-3 电气接线图

图1-4 电气原理图

使用位移滑板向模拟量电感式传感器方向移动测量对象。当接触到传感器时，设定游标卡尺上的数字显示器为“ 0”。

调节电压- 电流信号转换开关为“ 0”位置。设定万用表的适当量程范围。接通24V 电源。

分别记录底座和传感器之间的距离以1mm勺间隔递增和递减时，模拟量电感式传感器

的输出电流。当先前的恒定输出电流改变时或变化的电流维持恒定时，对应位移值即为传感器的感应范围标志。观察传感器的输出在距离增大和减小时有何差异。

记录传感器输出电流，填入表格 1 中。

重复进行两次实验，计算出平均值。依据计算结果绘制传感器的电流－距离特性曲线

图表1。 2 测量对象对模拟量电感式传感器得输出信号的影响 2.1 不同测量对象的传感器特性曲线

参照实验内容 1 实验过程，将安装在位移滑板材料固定架上的测试对象依次更换为零

件4〜7,以1mm勺间距增加传感器与测试对象之间的距离。记录传感器输出电流，填入表

格 2 中，重复实验计算平均值。并依据测量结果绘制传感器对应的电流－距离特性曲线图表 2 。

2.2 确定传感器输出电流与测试对象表面积的相关性

参照实验内容 1 过程,将安装在位移滑板材料固定架上的测试对象依次更换为零件

11〜16,设定传感器与测量对象间距离为3mn和4mm重复进行三次测量。记录传感器输出

电流，填入表格 3 中，计算平均值。依据计算结果绘制出传感器的电流－面积特性曲线图表3。

五、注意事项

1 、所有测试都可以使用模拟量电压输出（黑线）替代模拟量电流输出（白线）；

2 、当

更换滑块固定架上的被测件时，保证传感器表面完全被测量对象遮盖；

六、课后问题

1 传感器对于不同材质零件3~7的检测距离SO的范围？2计算分别对应于零件3~7

的传感器转换因子R=

I -I AI

=21=A SS2- S1

3 对于不同材质的零件3~7 ，哪两种最容易区分？

4 根据实验内容2 的测量结果，是否可以区分金属的类型与尺寸？

附录1：

表格 1 测试内容

距离(mm)输出电流l(mA)距离(mm)输出电流l(mA)图表1

表格 2 测试对象

距离一次测量

输出电流l(mA) 二次测量

输出电流l(mA) 平均值

输出电流l(mA) 图表2

表格 3 测量尺寸钢S 235JR

距离=mm

输出电流

l(mA)

测量值1

测量值2

测量值3

平均值

零件11：零件12：零件13：零件14：零件15：零件16：图表 3 模拟量电感式传感器设计性实验

一、工业问题：在工厂生产线上，存在工件的表面轮廓高度差异。使用一个模拟量电感式传

感器，就

可以检测出工件边缘与中心的差距，用以评定产品是否为合格品。

实验要求

要求学生依据实验学习获得模拟量电感式传感器的基本原理，自行设计实验方案测量平面材料的偏差（即施加负载力与偏差中心距离之间的关系）。

实验室提供所需实验设备及使用方法。