电涡流传感器的静态特性实验

电涡流传感器的静态特性实验

一、实验目的：本实验旨在说明电涡流传感器在静态测量中的应用。

二、实验内容：

电涡流式传感器由一平面线圈与安装在与其平行的工作平台上之被测金属片组成。当线圈中通以交变电流后，被测金属片上产生电涡流，涡流大小不同，线圈阻抗Z被影响的程度也不同；阻抗变化经涡流变换成电压输出e，当金属板的电阻率、导磁率、厚度、温度等参数固定时，输出电压值是线圈到金属板表面的垂直距离X的单值函数，其关系曲线如图2所示。

图2 电涡流式传感器的输出电压与位移关系曲线

三、实验要求：

1．依照图2接线，插接线插接牢固；

2．调整传感器使其起始位置处于线性段位置；

3．传感器探头对准金属测片。

四、实验装置：

1．传感器系统实验仪 CSY型 1台

2．通用示波器 COS5020B 1台

3．系统微机 1台

4．消耗材料

插接线(专用) 10根

五、实验步骤：

1．按图3接线，差放输出接电压表20V档。

图3 电涡流式传感器实验接线图

2．调整传感器的位置：

将传感器探头对准圆形被测导体金属片，用测微头驱动振动台(圆工作台)，自传感器与金属片相接触位置启始逐渐增加距离，同时用示波器观察电涡流传感器的高频激励，以刚刚“起振”处作为测量启始位置，调整电桥单元上的WD，使系统输出为零。

3．用示波器观察电涡流传感器的高频激励波形，此波形为正弦波，记录其周期时间μs， 求出激励频率Hz。

4．由此开始每增加0.1mm位移量，从电压表上读取一个变换输出电压值。将数据记入表中。（检测点数不少于6点，直至X-V曲线明显超出线性区为止）

实验数据记录

X(mm)00.10.20.30.40.50.60.7

V(v)-0.05-0.05-0.030.110.330.530.750.95

X(mm)0.80.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

V(v) 1.151.341.521.691.872.032.212.37

X(mm)1.6 1.7 1.8 1.9－－－－

V(v) 2.542.692.862.99－－－－

5．将振动台(圆工作台)与测微头的磁性连结解除，利用振动台的支撑弹簧构成重量-位移转换系统。

6．调整传感器的安装位置，使之与被测金属片之间处于最佳初始工作点。

7．利用电桥单元上的WD，重新对系统输出电压调零。构成W-V电子称重系统。

W(g)100110120130－－－－－－

V（v）3.8 3.663.5 3.32－－－－－－

8．在工作台的适宜位置上逐一加装砝码，记下相应的重量W(g)和电压V(v)值填入表6中（最终砝码个数以W-V曲线明显超出线性区为准）

9．取下砝码，放上一未知重量物体，记录输出电压以便在实验数据处理时获得此物体的大致重量。

实验数据

W(g)0102030405060708090V（v）1.121.752.322.883.323.653.873.963.983.91

六、实验数据及处理：

1．根据实验数据作出V-X与V-W曲线，计算出相应的系统灵敏度 答：V-X与V-W曲线由Origin软件绘出

V-X曲线见下图：

由图像得方程为： V=1.789X-0.253

灵敏度为 S=1.789V/mm

V-W曲线见下图：

由图像得方程为： V=0.027X+0.333

灵敏度为 S=0.027V/mm

2．分别给出位移测量系统与称重系统的适宜量程

答：由于试验得到的曲线在系统范围内要求为直线，故：位移测量系统的事宜量程为：（0.36，1.90） 单位：mm 称重系统的量程为：（0，120） 单位：g

3．根据标定曲线计算出未知重量的重物的重量

答：电压值为3.16V , 根据标定的直线可知质量约为： 105 g