（七） 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。

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、传感器安装见图3-7面静态特性实验相同。

2、按照测静态特性实验要求连接好测量线路。

     3、在测微头上分别用两种不同的被测铝（小圆盘、小圆柱体）进行电涡流位移特性测定，分别记入表3-7。

表3-7不同尺寸时的被测体特性数据

4、根据表3-7数据计算目前范围内二种被测体1号、2号的灵敏度、并说明理由。

被测物体1（铝圆盘）：

通过试验(六)的计算可得:

ans =

y=0.626x+3.219

传感器的系数灵敏度S=0.626%

非线性误差f=0.043%

被测物体2（铝圆柱）：

axis([1.04 10.04 2.57 8.46]);

coords=[1.04:1:10.04;2.57,4.81,6.32,6.84,7.55,7.94,8.19,8.31,8.40,8.46];

grid;

hold;

plot(coords(1,:),coords(2,:),'*');

x=coords(1,:)

y=coords(2,:)'

b=size(coords);

c=ones(1,b(2));

MT=[c;x];

M=MT';

f=inv(MT*M)*MT*y

['y=',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)-min(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('电涡流传感器被测物体为铝圆柱的性能');

legend(['y=',num2str(f(2)),'x+',num2str(f(1))]);

计算结果：

ans =

y=0.56079x+3.8322

传感器的系数灵敏度S=0.561%

非线性误差f=0.051%

通过实验可知，由于探头线圈产生的磁场范围是一定的，当被测物体为圆柱且探头中心线与轴心线正交时，被测轴直径小会导致传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多。所以铝片的灵敏度大于铝柱的灵敏度。

五、思考题：

目前现有一个直径为10mm的电涡流传感器，需对一个轴直径为8mm的振动进行测量？试说明具体的测试方法与操作步骤。

答：在被测物体表面附上一层相同材料的直径大一些的材料，然后测出材料的厚度，测出的数据减去材料的厚度，就是要测量的距离。

实验总结

通过本次实验让我了解了差动变压器、电涡流传感器的使用方法，也让我更加深刻了它们的工作原理。

 

第二篇：实验三 电涡流传感器的位移特性实验

实验三  电涡流传感器的位移特性实验

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。

了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。

二、实验仪器

电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表、铜和铝的被测体圆盘。

三、实验原理

通过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。

涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。在实际应用中，由于被测体的材料、形状和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。

四、实验内容与步骤

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．在测微头端部装上铁质金属圆盘，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。

图2-2 电涡流传感器接线示意图

3．传感器连接按图2-2，将电涡流传感器连接线接到模块上标有“”的两端，实验模块输出端Uo与直流电压表输入端U_i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0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-1。

表2-1

5．重复上述实验步骤，将铁质金属圆盘分别换成铜质金属圆盘和铝质金属圆盘。将实验数据分别记入下面表2-2、2-3。

表2-2  铜质被测体

表2-3 铝质被测体

6．重复实验步骤，将被测体换成比上述金属圆片面积更小的被测体，将实验数据记入下表2-4。

表2-4  小直径的铝质被测体

五、实验报告

1．根据表2-1数据，画出U－X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点，并计算量程为1mm、3 mm及5mm时的灵敏度和线性度（可以用端点法或其它拟合直线）。

2．根据表2-2、表2-3和表2-4分别计算量程为1mm和3mm时的灵敏度和非线性误差（线性度）。