实验七电涡流传感器位移实验指导书

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1、实验七电涡流传感器位移实验一、实验目的1.了解电涡流式传感器的工作原理。2.了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。3.掌握电涡流传感器的应用。二、实验仪器1.VEE2.Ground3.虚拟二极管4.虚拟PNP晶体管5.虚拟NPN晶体管6.普通电阻7.普通电容8.普通电感9.直流电压表10.频率计11.双通道示波器12.电涡流传感器三、实验原理电涡流传感器由平面线圈和金属片组成。当线圈中通以高频交变电流后，与英平行的金属片上受感应而产生涡旋状电流，这种现象称为涡流效应。产生的感应电流，又称为电涡流。电涡流传感器正是基于这

2、种涡流效应而工作的，其结构原理图及等效电路如图1所示。图1电涡流传感器原理及等效电路图如图1所示，一个通有交变电流厶的线圈，置于一块导电材料附近，由于交变电流的存在，在线圈周围就产生一个交变磁场导电材料内便产生电涡流厶，电涡流厶也将产生一个新磁场H?,与方向相反，因而抵消部分原磁场从而导致线圈的等效阻抗发生变化。可见，线圈与导体之间存在着磁的联系，若把导电材料看成一个具有内阻的线圈，则如图1所示的等效电路表示。尺、凡分别为线圈和导电材料的等效电阻厶、厶分别为线圈和导电材料的等效电感。M为互感参数，表征线圈与导电材料之间磁联

3、系强弱。(1)根据图1可列出下列方程：R2I2+jwL212一jwMI{=0解式(1),可得线圈等效阻抗Z：7UDD"湘2•afM2D.T訥+凡甬冇+皿厶一厶甬科M+•赵前两项为等效电阻，第三项为等效电抗，第三项中括号内为等效电感。线圈的品质因数为Q：coL、—/?；+692L；arM2由上不难看出，金属导体的电阻率°、磁导率〃、线圈与金属导体之间的距离兀以及线圈激励电流的角频率Q等参数，都将通过电涡流效应与线圈等效阻抗发生联系。或者说,线圈等效阻抗是这些参数的函数，即Z=f(p^.X.CD)若能保持上述p屮，「3四个参数

4、屮的任意三个参数恒定，则等效阻抗将便与第四个参数之间建立一一对应的关系，构成了从第四个参数到等效阻抗之间的转换关系。四.实验内容1•搭建如图2所示实验电路图，进行电涡流传感器位移实验。2.调节电涡流传感器上的滑动按钮，然后每隔0.2mm读一个数，记下实验结果填入表1。表1电涡流传感器输出电压与位移x数据X(加m)V(v)四.实验报告1.完成表1中实验数据的记录。2.根据上表数据，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3mm时的灵敏度和线性度。