电涡流传感器的静态标定

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1、电涡流传感器的静态标定一、实验目的1、掌握常用传感器的基本类型及其工作原理；2、了解调幅电路的特点，测试电涡流传感器的电路特点；3、进行电涡流传感器的静态标定，掌握线性度、灵敏度、分辨力的数据处理方法。二、实验原理1、掌握以下几种传感器的基本结构和工作原理(1)电阻应变片：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。(2)ICP加速度传感器：是内装IC集成运算放大器的加速度传感器，它将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体，能直接与记录仪、显示

2、仪和采集分析仪连接，简化了测试系统，提高了测量系统精度和可靠性。IC压电加速度传感器由压电加速度传感器和IC放大电路组成。(3)磁电式速度传感器:磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器.2、电涡流传感器的工作原理电涡流传感器通常由扁平环形线圈组成，见图一。在线圈中通以高频电流，频率一般为1~3MHz左右，在线圈中产生高频交变磁场，当导电金属板接近线圈时，交变磁场在板的表面感应电流，即涡电流。电涡流也产生一个反向磁场，从而消弱原磁场，也就相应改变了原线圈的自感量

3、L和阻抗Z，其变化与金属涡流片的电阻率ρ、导磁率μ、金属涡流片厚度h、线圈的激励频率ω、温度t以及与线圈的距离δ有关，即5图1涡流式位移传感器的基本结构及工作原理图若仅改变δ，其它参数不变，Z仅是位移δ的单值函数，这样可以实现位移的测量。测量电路通常有阻抗分压式调幅电路及调频电路，本实验用的为调幅电路。调制就是利用低频信号控制或改变一高频信号的某个参数(幅值、频率、相位)。三、实验部件应变片、DH620速度传感器、DH187加速度传感器、电涡流传感器、电涡流传感器实验模块、螺旋测微仪、电压表等四、实验步骤1、连接主机与实验模块电源及传感器接口，电涡流线圈与涡流片须保持平行，

4、安装好测微仪，涡流变换器输出接电压表20V档。2、开启主机电源，用测微仪带动涡流片移动，当涡流片完全紧贴线圈时输出电压为零（如不为零可适当改变支架中线圈的角度），然后旋动测微仪使涡流片离开线圈，从电压表有读数时每隔0.2mm记录一个电压值，将V、X值填入下表.表（1）x(mm)00.20.40.60.811.21.41.61.822.2V(v)00.82.793.64.325.015.686.336.957.457.557.61x(mm)2.42.62.833.23.43.63.844.24.44.64.8V(v)7.657.697.737.757.797.817.837.

5、857.877.897.97.917.935x(mm)00.20.40.60.811.21.41.61.822.2V(v)00.42.223.193.954.665.335.996.637.257.517.58x(mm)2.42.62.833.23.43.63.844.24.44.64.8V(v)7.637.687.717.747.787.817.847.867.877.897.97.927.93图（1）3、示波器接电涡流线圈与实验模块输入端口，观察电涡流传感器的激励信号频率，随着线圈与电涡流片距离的变化，信号幅度也发生变化，当涡流片紧贴线圈时电路停振，输出为零。4、剔除奇

6、点，用最小二乘法拟合一条直线，然后计算其灵敏度和线性度。直线的斜率为灵敏度，线性度用线性误差度量。五、实验报告处理1.简述实验目的和实验原理，根据实验步骤要求，整理和分析相应的波形和特性曲线。答：灵敏度S与气隙长度的平方成反比，δ愈小，灵敏度愈高，由于灵敏度S不是常数，所以会出现非线性误差。52.计算其灵敏度和线性度，回程误差答：剔除奇点，选表（1）所示数据用最小二乘法拟合一条正行程直线,如上图（1）中所示，由直线的回归方程为Vi’=3.3375*x+1.595,给定Xi可算出相应于Xi的Vi’以及Bi=Vi-Vi’值列入下表（1）表（2）Xi(mm)0.40.60.811

7、.21.41.61.8Vi(v)2.793.64.325.015.686.336.957.45Bi-0.140.00250.0550.07750.080.06250.015-0.1525(1)Bi中最大的为Bmax=0.08.所以正行程的线性误差为：(Bmax/A)*100%=(0.08/(7.45-2.79）)*100%=1.7%(2)直线的斜率为灵敏度，线性度用线性误差度量：正行程过程中的灵敏度为S=3.3375(V/mm)(3)剔除奇点，选表（2）所示数据，用最小二乘法拟合一条回程过程中的直线,如上图（1）中