佚名 發表於 2009-07-09 08:06:53
電渦流傳感器特性研究與應用實驗
實驗五 電渦流傳感器特性研究與應用實驗
一、實驗目的：
1.了解電渦流傳感器測量位移的工作原理和特性。
2.了解不同被測體材料對電渦流傳感器性能影響。
3.了解電渦流傳感器在實際應用中其位移特性與被測體的形狀和尺寸有關。
二、需用器件與單元：
電渦流傳感器實驗模板、電渦流傳感器、直流電源、數顯單元、測微頭、銅、鋁和鐵圓片、不同面積的鋁被測體。電渦流傳感器、低頻振蕩器、振動源單元、檢波、濾波模塊、示波器。
三、實驗步驟：
圖5－１ 電渦流傳感器安裝示意圖
1、根據圖5－１安裝電渦流傳感器。
2、觀察傳感器結構，這是一個扁平的繞線圈。
3、將電渦流傳感器輸出線接入實驗模板上標有Ｌ的兩端插孔中作為振蕩器的一個元件（傳感器屏蔽層接地）。
4、在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。
5、將實驗模板輸出端V0與數顯單元輸入端Vi相接。數顯表量程切換開關選擇電壓20V檔。
圖5－２ 電渦流傳感器位移實驗接線圖
6、用連接導線從主控臺接入＋15V直流電源到模板上標有+15V的插孔中。
7、使測微頭與傳感器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關，記下數顯表讀數，然後每隔0.2mm讀一個數，直到輸出幾乎不變為止。將結果列入表5-1。
8、根據表5-1數據，畫出V-X曲線，根據曲線找出線性區域及進行正、負位移測量時的最佳工作點，試計算量程為1mm、3mm及5mm時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。
9、將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。
10、重複實驗步驟(7)，進行被測體為鋁圓片和銅圓片時的位移特性測試，分別記入表5-2和表5-3。
11、根據表5-2和表5-3分別計算量程為1mm和３mm時的靈敏度和非線性誤差（線性度）。
12、對上面表格1、2、3實驗所得結果進行比較和分析。當被測體為非金屬材料，如何利用電渦流傳感器進行測試？
13、傳感器安裝見圖5-1與前面靜態特性實驗相同。
14、按照測靜態特性實驗要求連接好測量線路。
15、在測微頭上分別用兩種不同的被測鋁（小圓盤、小圓柱體）進行電渦流位移特性測定，分別記入表5-4。
16、根據表5-4數據計算目前範圍內二種被測體1號、2號的靈敏度、並說明理由。
現有一個直徑為10mm的電渦流傳感器，需對一個軸直徑為8mm的振動進行測量？試說明具體的測試方法與操作步驟。
17、根據圖2-4安裝電渦流傳感器。注意傳感器端面與被測體振動臺面（為鋁材料）之間的安裝距離為線性區域內（利用鋁材料線性範圍）。將電渦流傳感器兩端插入實驗模板標有L的兩端插孔中，屏蔽層接地，實驗模板輸出端接示波器一個通道，接入15V電源。
18、將低頻振蕩信號接入振動源中的低頻輸入插孔，一般應避開梁的自振頻率，將振蕩頻率設置在6～12HZ之間。
19、低頻振蕩器幅度旋鈕初始為零，慢慢增大幅度，但振動臺面振動時與傳感器端面不應碰撞。
20、用示波器觀察電渦流實驗模板輸出端VＯ波形，調節傳感器安裝支架高度，讀取正弦波形失真最小時的電壓峰－峰值。
21、保持振動臺的振動頻率不變，改變振動幅度可測出相應的傳感器輸出電壓峰－峰值。
四、思考題：
1、電渦流傳感器的量程與哪些因素有關，如果需要測量±5mm的量程應如何設計傳感器？
2、用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據量程使用選用傳感器。
3、當被測體為非金屬材料，如何利用電渦流傳感器進行測試？
4、目前現有一個直徑為10mm的電渦流傳感器，需對一個軸直徑為8mm的振動進行測量？試說明具體的測試方法與操作步驟。
5、電渦流傳感器動態響應好可以測高頻振動的物體，電渦流傳感器的可測高頻上限受什麼限制？
6、有一個振動頻率為10K的被測體需要測其振動參數，你是選用壓電式傳感器還是電渦流傳感器或認為兩者均可？
7、能否用本系統數顯表頭，顯示振動幅值？還需要添加什麼單元，如何實行？
8、請畫出利用電渦流傳感器實現測轉速（或稱重）的安裝示意圖，並簡述其工作原理。
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