电涡流传感器测量振动实验报告
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三、需用器件与单元：
直流源、电涡流传感器、测微头、电涡流传感器实验模板、不同面积的铝被测体、数显单元。
四、实验步骤：
1．按图2-1安装电涡流传感器。
图2-1传感器安装示意图
2．在测微头端部装上铝质金属（小圆盘与小圆柱体），作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。
3、顺时针慢慢调节低频振荡器幅度旋钮，使低频振荡器输出的电压峰峰值为2V（用示波器监测）；再调节低频振荡器振荡频率（用频率表监测）为3-25Hz之间变化，频率每增加2Hz记录低通滤波器输出端Vo的值（用示波器监测）并画出F-Vo特性曲线。由曲线估算振动台的谐振频率（Vo最大时对应频率）。实验完毕，关闭电源。
δf=Δm/yFS×100%=0.923%
当x=3mm时:
Y=3.1977×3+2.4036=12.00V
Δm=Y-11.2=0.8V
yFS=10.69V
δf=Δm/yFS×100%=7.48%
表2-3铝质被测体（圆柱体）
X（mm）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
V(V)
6.63
11.51
11.62
11.67
11.69
11.7
11.72
11.73
11.73
X（mm）
4.0
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
V(V)
11.74
11.74
11.75
11.76
11.76
11.77
11.77
11.77
11.78
11.78
X（mm）
5.0
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
图2-2电涡流传感器接线示意图
3．传感器连接按图2-2，实验模块输出端Uo与直流电压表输入端Ui相接。直流电压表量程切换开关选择电压20V档，模块电源用2号导线从实验台上接入+15V电源。
4．合上实验台上电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.1mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-1。
表2-3铝质被测体（金属圆盘）
X（mm）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
V(V)
2.62
2ห้องสมุดไป่ตู้65
2.72
2.94
3.35
3.76
4.14
4.55
4.94
5.32
X（mm）
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
V(V)
5.70
6.06
6.44
6.82
7.16
数据：
F(Hz)
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
峰峰值mv
Vp-p
156
238
680
1290
4460
6940
1030
50
40
22
由F-Vo特性曲线可知，振动台的谐振频率为13Hz
五、思考题
1、能否用本系统数显表头，显示振动？还需要添加什么单元，如何实现？
答：不能，因为输出电压随振动不断变化。可以添加一个峰值采样电路，将其输出接到数显表，则可以通过数显表的变化来观察振动强弱变化
2、当振动台振动频率一定时(如 12Hz)，调节低频振荡器幅值可以改变振动台振动幅度，如何利用电涡流传感器测量振动台的振动幅度? 答：将输出值接到示波器，测量输出信号的峰峰值，则此峰峰值对应一个振动幅度。将测得的峰峰值带入两者关系公式，即可得到幅度。
根据电涡流传感器位移特性，根据被测材料选择合适的工作点即可测量振幅。
三、需用器件与单元：
主机箱、电涡流传感器实验模块、电涡流传感器、振动源、低通滤波器、示波器。
四、实验步骤：
1、根据图22安装电涡流传感器（逆时针转出压紧螺母，装上传感器安装支架再顺时针转动压紧螺母）并接线。
2、将主机箱中的低频振荡器幅度旋钮逆时针转到底（低频输出幅度为零）；检查接线无误后。合上主机箱电源开关，调节转动源中的传感器升降杆（松开锁紧螺钉，粗调升降杆在细调调节螺母），使主机箱中的电压表显示为实验二十中铝材料的特性曲线的线性中点位置时的电压值（这时传感器端面与被测体振动台面之间的安装距离为线性区域的大致中点位置），拧紧锁紧螺钉。
5.6
5.7
5.8
5.9
V(V)
11.78
11.78
11.79
11.79
11.79
11.79
（1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=3.1977V/mm
（2）由上图可得非线性误差：
当x=1mm时:
Y=3.1977×1+2.4036=5.6013V
Δm=Y-5.70=-0.0987V
yFS=10.69V
7.29
8.16
9.07
9.78
10.41
10.97
11.47
11.73
11.77
X（mm）
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
V(V)
11.8
11.81
11.83
11.84
11.85
11.86
11.86
11.87
11.87
11.88
X（mm）
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
实验二十一
被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验
一、实验目的：
了解电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸有关。
二、基本原理：
电涡流传感器在实际应用中，由于被测体的形状，大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。
δf=Δm/yFS×100%=1.57%
当x=0.3mm时:
Y=7.112×0.3+6.733=8.867V
Δm=Y-9.07=-0.2034V
yFS=9.78V
δf=Δm/yFS×100%=2.08%
实验二十
电涡流传感器测量振动实验
一、实验目的：
了解电涡流传感器测量振动的原理与方法。
二、基本原理：
2.6
2.7
2.8
2.9
V(V)
11.88
11.89
11.88
找到线性区域，绘制线性区域的回归线：
（1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=7.112V/mm
（2）由上图可得非线性误差：
当x=0.1mm时:
Y=7.112×0.1+6.733=7.442V
Δm=Y-7.29=0.1542V
yFS=9.78V
7.51
7.83
8.15
8.49
8.79
X（mm）
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
V(V)
9.07
9.35
9.62
9.87
10.09
10.3
10.49
10.69
10.86
11.04
X（mm）
3.0
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
V(V)
11.2
11.35
直流源、电涡流传感器、测微头、电涡流传感器实验模板、不同面积的铝被测体、数显单元。
四、实验步骤：
1．按图2-1安装电涡流传感器。
图2-1传感器安装示意图
2．在测微头端部装上铝质金属（小圆盘与小圆柱体），作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。
3、顺时针慢慢调节低频振荡器幅度旋钮，使低频振荡器输出的电压峰峰值为2V（用示波器监测）；再调节低频振荡器振荡频率（用频率表监测）为3-25Hz之间变化，频率每增加2Hz记录低通滤波器输出端Vo的值（用示波器监测）并画出F-Vo特性曲线。由曲线估算振动台的谐振频率（Vo最大时对应频率）。实验完毕，关闭电源。
δf=Δm/yFS×100%=0.923%
当x=3mm时:
Y=3.1977×3+2.4036=12.00V
Δm=Y-11.2=0.8V
yFS=10.69V
δf=Δm/yFS×100%=7.48%
表2-3铝质被测体（圆柱体）
X（mm）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
V(V)
6.63
11.51
11.62
11.67
11.69
11.7
11.72
11.73
11.73
X（mm）
4.0
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
V(V)
11.74
11.74
11.75
11.76
11.76
11.77
11.77
11.77
11.78
11.78
X（mm）
5.0
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
图2-2电涡流传感器接线示意图
3．传感器连接按图2-2，实验模块输出端Uo与直流电压表输入端Ui相接。直流电压表量程切换开关选择电压20V档，模块电源用2号导线从实验台上接入+15V电源。
4．合上实验台上电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.1mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-1。
表2-3铝质被测体（金属圆盘）
X（mm）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
V(V)
2.62
2ห้องสมุดไป่ตู้65
2.72
2.94
3.35
3.76
4.14
4.55
4.94
5.32
X（mm）
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
V(V)
5.70
6.06
6.44
6.82
7.16
数据：
F(Hz)
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
峰峰值mv
Vp-p
156
238
680
1290
4460
6940
1030
50
40
22
由F-Vo特性曲线可知，振动台的谐振频率为13Hz
五、思考题
1、能否用本系统数显表头，显示振动？还需要添加什么单元，如何实现？
答：不能，因为输出电压随振动不断变化。可以添加一个峰值采样电路，将其输出接到数显表，则可以通过数显表的变化来观察振动强弱变化
2、当振动台振动频率一定时(如 12Hz)，调节低频振荡器幅值可以改变振动台振动幅度，如何利用电涡流传感器测量振动台的振动幅度? 答：将输出值接到示波器，测量输出信号的峰峰值，则此峰峰值对应一个振动幅度。将测得的峰峰值带入两者关系公式，即可得到幅度。
根据电涡流传感器位移特性，根据被测材料选择合适的工作点即可测量振幅。
三、需用器件与单元：
主机箱、电涡流传感器实验模块、电涡流传感器、振动源、低通滤波器、示波器。
四、实验步骤：
1、根据图22安装电涡流传感器（逆时针转出压紧螺母，装上传感器安装支架再顺时针转动压紧螺母）并接线。
2、将主机箱中的低频振荡器幅度旋钮逆时针转到底（低频输出幅度为零）；检查接线无误后。合上主机箱电源开关，调节转动源中的传感器升降杆（松开锁紧螺钉，粗调升降杆在细调调节螺母），使主机箱中的电压表显示为实验二十中铝材料的特性曲线的线性中点位置时的电压值（这时传感器端面与被测体振动台面之间的安装距离为线性区域的大致中点位置），拧紧锁紧螺钉。
5.6
5.7
5.8
5.9
V(V)
11.78
11.78
11.79
11.79
11.79
11.79
（1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=3.1977V/mm
（2）由上图可得非线性误差：
当x=1mm时:
Y=3.1977×1+2.4036=5.6013V
Δm=Y-5.70=-0.0987V
yFS=10.69V
7.29
8.16
9.07
9.78
10.41
10.97
11.47
11.73
11.77
X（mm）
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
V(V)
11.8
11.81
11.83
11.84
11.85
11.86
11.86
11.87
11.87
11.88
X（mm）
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
实验二十一
被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验
一、实验目的：
了解电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸有关。
二、基本原理：
电涡流传感器在实际应用中，由于被测体的形状，大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。
δf=Δm/yFS×100%=1.57%
当x=0.3mm时:
Y=7.112×0.3+6.733=8.867V
Δm=Y-9.07=-0.2034V
yFS=9.78V
δf=Δm/yFS×100%=2.08%
实验二十
电涡流传感器测量振动实验
一、实验目的：
了解电涡流传感器测量振动的原理与方法。
二、基本原理：
2.6
2.7
2.8
2.9
V(V)
11.88
11.89
11.88
找到线性区域，绘制线性区域的回归线：
（1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=7.112V/mm
（2）由上图可得非线性误差：
当x=0.1mm时:
Y=7.112×0.1+6.733=7.442V
Δm=Y-7.29=0.1542V
yFS=9.78V
7.51
7.83
8.15
8.49
8.79
X（mm）
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
V(V)
9.07
9.35
9.62
9.87
10.09
10.3
10.49
10.69
10.86
11.04
X（mm）
3.0
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
V(V)
11.2
11.35