检测技术实验报告 东南大学

东自动化学院

实验报告

课程名称：检 测 技 术

第2次实验

实验名称： 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别：

同组人员：实验时间：年11月23日 评定成绩：审阅教师：

实验十二电涡流传感器位移实验

一、基本原理

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。

二、实验器材

主机箱、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）。

三、实验步骤

1、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。根据图安装测微头、被测体、电涡流传感器并接线。

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。

表电涡流传感器位移X 与输出电压数据 X(mm) 6．0 6.2 V(v) 续表 X(mm) 9.0 V(v)

9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12 12.5 13.0 13.5 14.0 2.60 3.10 3.61 4.10 4.57 4.99 5.40 5.77 6.12 6.42 6.68 0.1 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.7 7.9 8.5 0.21 0.34 0.47 0.61 0.76 0.92 1.09 1.35 1.53 2.10 X(mm) 14.5 15.0 15.5 16.5 17.5 V(v)

18．5 19.5 20.5 21.5 22 6.92 7.13 7.51 7.62 7．89 8.06 8.19 8.30 8.33 8.38 3、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）。实验完毕，关闭电源。

变化部分的拟合曲线为: V=0.590*X-2.692 单位转换之后

V=590*X-2692

由图可知最佳工作点为 8mm

根据拟合曲线知灵敏度为 590 mV/mm

由端基法的拟合直线线性度的公式为:

???LmaxYF.S?VmaxXF.S?100%??Lmaxk(xn?x1)?Vmaxk(xn?x1)?100% 可知:

???100%??100%

由曲线拟合易知测量范围为1mm时最大偏差?Vmax?22.4mv

所以有

???VmaxXF.S?100%??Vmaxk(xn?x1)?100%?22.4?100%?3.7%

590?1由于测量时的失误，仅能算出测量范围为1.5mm时最大偏差?Vmax?31.0mv

所以有

???VmaxXF.S?100%??Vmaxk(xn?x1)?100%?31.0?100%?3.50%

590?1.5四、思考题

1、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？ 一般来说金属导体的电阻率c，厚度t，线圈的励磁电流角频率ω以及线圈与金属块之间的距离x等参数会影响传感器的量程。

2、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。 可以通过贴金属片等方式进行测量

实验十五直流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验

一、基本原理

根据霍尔效应，霍尔电势UH＝KH·IB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它的电势会 发生变化，利用这一性质可以进行位移测量。

二、实验器材

主机箱、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头。

三、实验步骤

1、按图示意图接线（实验模板的输出Ｖo1 接主机箱电压表的Ｖin），将主机箱上的电压表量程（显示选择）开关打到2v档。

2、检查接线无误后，开启电源，调节测微头使霍尔片处在两磁钢的中间位置，再调节Rw1 使数显表指示为零。

3、向某个方向调节测微头2mm位移，记录电压表读数作为实验起始点；再反方向调节测微头，每增加0.2mm 记下一个读数（建议做4mm位移），将读数填入表中 起始位置为5mm处，先右移到7mm处，然后依次左移到3mm处 X(mm) 12 V(v) 续表： 14.0 8 1.753 -1.387 7.8 -1.497 7.6 -1.580 7.4 -1.641 7.2 -1.693 7.0 -1.733 6.8 -1.774 6.6 -1.813 6.4 -1.852 6.2 -1.889 12.2 12.4 12.6 12.8 13.0 13.2 13.4 13.6 13.8 1.322 1.393 1.444 1.490 1.528 1.568 1.602 1.639 1.678 1.715 作出V－X 曲线，计算不同测量范围时的灵敏度和非线性误差。 实验完毕，关闭电源。

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