电涡流位移传感器传感器的位移特性实验测微头向上和向下移动时，电路的输出有何不同

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-01 05:07 标签： 电涡流传感器位移实验
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电涡流传感器位移特性实验
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电涡流传感器位移实验
    
电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量其工作过程是：当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的Q值也发生变化，Q值的变化引起振荡电压幅度的...
电涡流传感器的典型应用 电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究...
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你可能喜欢导读：实验四传感器测位移特性实验，一、实验目的，了解电容式传感器、电涡流传感器结构及其特点和测量位移的工作原理和特性，电容式传感器：利用电容C＝εA／d和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器，本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，当图中的圆柱产生ΔX位移时，说明ΔC与ΔX位移成正比，配上配套实验四 传感器测位移特性实验 一、实验目的 了解电容式传感器、电涡流传感器结构及其特点和测量位移的工作原理和特性。 二、基本原理 电容式传感器：利用电容C＝εA／d 和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d 中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d 变）和测量液位（A 变）等多种电容传感器。本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如下图所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R／r)。图中C1、C2 是差动连接，当图中的圆柱产生ΔX 位移时，电容量的变化量为ΔC =C1－C2=ε2π2ΔX／ln(R／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明ΔC 与ΔX 位移成正比，配上配套测量电路就能测量位移。
电涡流传感器：通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，并呈旋涡状，故称为涡流。涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离ｘ等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而改变激磁线线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。电涡流工作在非接触状态(线圈与金属体表面不接触)，当线圈与金属体表面的距离ｘ以外的所有参数一定时可以进行位移测量。 三、需用器件与单元 主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体(铁圆片)。 四、实验步骤 测微头的组成与使用： 测微头组成和读数如图4-1
图4-1 测位头组成与读数
测微头组成： 测微头由不可动部分安装套、轴套和可动部分测杆、微分筒、微调钮组成。 测微头读数与使用：测微头的安装套便于在支架座上固定安装，轴套上的主尺有两排刻度线，标有数字的是整毫米刻线(1ｍｍ／格)，另一排是半毫米刻线(０.５ｍｍ／格)；微分筒前部圆周表面上刻有50 等分的刻线(０.０１ｍｍ／格)。 用手旋转微分筒或微调钮时，测杆就沿轴线方向进退。微分筒每转过1 格，测杆沿轴方向移动微小位移０.０１毫米，这也叫测微头的分度值。 测微头的读数方法是先读轴套主尺上露出的刻度数值，注意半毫米刻线；再读与主尺横线对准微分筒上的数值、可以估读1／10 分度，如图4-1 甲读数为３.６７８ｍｍ，不是３.１７８ｍｍ；遇到微分筒边缘前端与主尺上某条刻线重合时，应看微分筒的示值是否过零，如图4-1 乙已过零则读２.５１４ｍｍ；如图4-1 丙未过零，则不应读为２ｍｍ，读数应为１.９８０ｍｍ。 测微头使用：测微头在实验中是用来产生位移并指示出位移量的工具。一般测微头在使用前，首先转动微分筒到１０ｍｍ处(为了保留测杆轴向前、后位移的余量)，再将测微头轴套上的主尺横线面向自己安装到专用支架座上，移动测微头的安装套(测微头整体移动)使测杆与被测体连接并使被测体处于合适位置(视具体实验而定)时再拧紧支架座上的紧固螺钉。当转动测微头的微分筒时，被测体就会随测杆而位移。 电容式传感器测位移特性实验 1、按图4-2 将电容传感器装于电容传感器实验模板上并按图示意接线(实验模板的输出Vo1 接主机箱电压表的Vin)。
图4-2 电容传感器位移实验安装、接线图
2、将实验模板上的Rw 调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时传３圈)。 3、将主机箱上的电压表量程(显示选择)开关打到2V 档，合上主机箱电源开关，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示0V ，再转动测微头(同一个方向)5 圈，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。以后，反方向每转动测微头1 圈即△Ｘ=０.５ｍｍ位移读取电压表读数(这样转10 圈读取相应的电压表读数)，将数据填入表4-1。 表4-1 电容传感器位移实验数据 X（mm） V (mV)
17.220 -0.470 16.720 -0.348 16.220 -0.249 15.720 -0.158 15.220 -0.068 14.720 14.220 13.720 13.220 12.720 0.033 0.116 0.202 0.312 0.370 电涡流传感器测位移特性实验 1、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。根据图4-3 安装测微头、被测体、电涡流传感器并接线。
图4-3 电涡流传感器安装、按线示意图
2、调节测微头使被测体与传感器端部接触，将电压表显示选择开关切换到20V 档，检查接线无误后开启主机箱电源开关，记下电压表读数，然后每隔0.1mm 读一个数，直到输出几乎不变为止。将数据列入表4-2。实验完毕，关闭电源。 表4-2 电涡流传感器位移X 与输出电压实验数据 X（mm） 14.400 14.500 0.88 15.500 2.19 14.600 1.00 15.600 2.33 14.700 1.12 15.700 2.47 14.800 1.24 15.800 2.61 14.900 1.36 15.900 2.76 15.000 1.50 16.000 2.92 15.100 1.64 16.100 3.08 15.200 1.77 16.200 3.22 15.300 1.90 16.300 3.37 V (V) 0.76 X（mm） 15.400 V (V) 2.03
五、实验结果 根据表4-1 数据计算电容传感器的系统灵敏度S 和非线性误差δ。并作出△Ｘ-Ｖ实验曲线。
根据表4-2 数据，画出V－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(即曲线线性段的中点)，试计算测量范围为1mm 与3 mm 时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。 六、思考题： 1、如何消除测微头的回差。 2、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm 的量程应如何设计传感器？ 3、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器。
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电涡流传感器位移实验
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