光流传感器

电涡流传感器——静态标

定

一、实验目的

1．了解电感式、电容式传感器的结构、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，测试电涡流传感器的变换特性

3．了解电涡流传感器及电路的灵敏度、线性度数据处理方法 二、实验原理 1．概述

电涡流传感器是70年代中期迅速发展的一种新型电传感器，它广泛应用于机械位移、振动监测、金属材料鉴别、无损探伤等技术领域。 2．变换原理

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

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。

图1 涡流式位移传感器的基本结构及工作原理图

3．测量电路

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。

三、实验部件

电涡流传感器、电涡流传感器实验模块、螺旋测微仪、电压表、示波器 四、实验步骤

1、连接

Allegro电流传感器

Allegro电流传感器的共同点：

一、 芯片级霍尔电流传感器，串联在电流回路中，外围电路简单。

二、 开环模式的霍尔电流传感器（因体积问题，芯片级霍尔电流传感器无法做到闭环模式。）

三、 可测交直流电流。

四、 无需检测电阻，内置毫欧级路径内阻。 五、 单电源供电，原边无需供电。

六、 80~120KHz的带宽，外围滤波电容可调整带宽与噪声的关系。 七、 输出加载于0.5Vcc上，非常稳定的斩波输出。 八、 us级响应速度，精度在-40~85℃时小于2% 九、 带抑制干扰的特殊封装工艺。

十、 非常好的一致性与可靠性。年出厂不良率小于1PPM。 常推的几颗Allegro霍尔电流传感器为： ACS712

从ACS712的内部框图与封装解剖图可以看出，原边电流只是从芯片内部流过，与副边

电路并没有接触，原边与副边是隔离的，因为封装小，所以ACS712的隔离电压为2100V。因为电流的流过会产生一个磁场，霍尔元件根据磁场感应出一个线性的电压信号，经过内部的放大、滤波、与斩波电路，输出一个电压

介绍了电涡流传感器的安装方法,步骤,注意事项。

安装步骤：

1 探头的安装

① 探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。 ② 为避免擦伤探头端部或监视表面，可用非金属测隙规测定探头的间隙。

③ 也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。

当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏。探头被固定后，探头的导线也应牢固。延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。任意的加长或缩短均会导致测量误差。具体安装如图1所示。

图1 传感器探头安装示意图

当每个测点需要同时安装两个传感器探头，两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°±5°。由于轴承盖一般是水平分割的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°，从原动机端看，分别定义为X探头（水平方向）和Y探头（垂直方向），X方向在垂直中心线的右侧，Y方向在垂直中心线的左侧。如图2所示。

图2 同时安装两个传感器探头

2 延伸电缆的安装

延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分，是涡流传感器的一个重要组成部分，所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏，应避免延伸电缆的高温环境。探头与延伸电缆的连接处

介绍了电涡流传感器的安装方法,步骤,注意事项。

安装步骤：

1 探头的安装

① 探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。 ② 为避免擦伤探头端部或监视表面，可用非金属测隙规测定探头的间隙。

③ 也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。

当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏。探头被固定后，探头的导线也应牢固。延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。任意的加长或缩短均会导致测量误差。具体安装如图1所示。

图1 传感器探头安装示意图

当每个测点需要同时安装两个传感器探头，两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°±5°。由于轴承盖一般是水平分割的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°，从原动机端看，分别定义为X探头（水平方向）和Y探头（垂直方向），X方向在垂直中心线的右侧，Y方向在垂直中心线的左侧。如图2所示。

图2 同时安装两个传感器探头

2 延伸电缆的安装

延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分，是涡流传感器的一个重要组成部分，所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏，应避免延伸电缆的高温环境。探头与延伸电缆的连接处

姓名 专业班级 学号 序号

5 电涡流传感器特性实验

一、实验目的

了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。 了解电涡流传感器位移特性与被测体的形状和尺寸有关。

二、需用器件与单元

主机头静态位移安装架、电涡流传感器、端面积不同的两个铝质被测体、被测体(铁圆片、铜圆片、铝圆片)、测微头、主板F/V表、涡流变换器、示波器。

三、相关单元简介

涡流变换器电路原理与面板如图1所示。电路组成：

⑴ Q8-1、C8-1、C8-2、C8-3组成电容三点式振荡器，产生频率约为1MHz的正弦载波信号。电涡流传感器接在振荡回路中，传感器线圈是振荡回路的一个电感元件。振荡器的作用是将位移变化引起的振荡回路的Q值变化转换成高频载波信号的幅值变化。

⑵ D8-1、C8-5、L8-2、C8-6组成了由二极管和LC形成的π形滤波的检波器。检波器的作用是将高频调幅信号中传感器检测到的低频信号取出来。

⑶ Q8-2组成射极跟随器。射极跟随器的作用是输入、输出匹配以获得尽可能大的不失真输出的幅度值。

图1 涡流变换器电路原理与面板

四、预习思考题

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Saber中电压电流传感器的使用(I)

标签： 分类： 更新日期：2007-08-06 21:45

最近有网友在邮件中问到有关saber中电压电流传感器使用的问,部分原文如下:

请问下saber仿真中如何使用电流传感器和电压传感器,怎么查看输出的波形?

在Sketch环境下PartGallery中利用Search功能搜索Sensor,可以看到很多与传感器有关的模板, 仔细在里面查找, 发现与电压电流有关的传感器就三个模板:

sense_current_3p -------- 电流传感器. 它有两个符号, 分别对应垂直和水平方向, 如下图所示.

注意:Saber中有很多模板都对应于多个不同的符号,这样做的原因一般有两个,一是为了绘图方便,避免符号旋转时其属性随着旋转造成看图不方便(其实这个问题可以通过设置Sketch中的属性解决,具体方法可以参考我的博客文章《Sketch中如何不让字符随着符号一起旋转》);二是为了满足不同制图标准的要求.关于这点,我就不多说了,搞过电气设计的人应该都知道.

sense_voltage_2p -------- 电压传感器. 用于测量某个节点的对地(参考0点)电压. sense

光纤

第34卷　第8期2006年8月华东电力

EastChinaElectricPowerVol.34　No.8Aug.　2006

全光纤电流传感器的原理及应用

江智伟,林勇锋,李福兴,张志成,邵　东,金运敏

3.华东电力试验研究院,上海　200437)

1

2

3

1

1

1

(1.上海致达智利达系统控制有限责任公司,上海　200333;2.上海电力设计院有限公司,上海　200025;

摘　要:,,绝缘和高频电流的测量难题。关键词:;作者简介:(2),,,。中图分类号:T:B　　文章编号:100129529(2006)0820078204

Workingprincipleoffullopticalfibercurrentsensoranditsapplication

JIANGZhi2wei,LINYong2feng,LIFu2xing,ZHANGZhi2cheng,SHAODong,JINYun2min

1

2

3

3

1

1

(1.ShanghaiZeniTekGenesisSystemControlCo.,Ltd.,Shanghai200333,China;2.ShanghaiElectricPowerDesignInstituteCo.,Ltd.,Shanghai200025

光纤

第34卷　第8期2006年8月华东电力

EastChinaElectricPowerVol.34　No.8Aug.　2006

全光纤电流传感器的原理及应用

江智伟,林勇锋,李福兴,张志成,邵　东,金运敏

3.华东电力试验研究院,上海　200437)

1

2

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(1.上海致达智利达系统控制有限责任公司,上海　200333;2.上海电力设计院有限公司,上海　200025;

摘　要:,,绝缘和高频电流的测量难题。关键词:;作者简介:(2),,,。中图分类号:T:B　　文章编号:100129529(2006)0820078204

Workingprincipleoffullopticalfibercurrentsensoranditsapplication

JIANGZhi2wei,LINYong2feng,LIFu2xing,ZHANGZhi2cheng,SHAODong,JINYun2min

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(1.ShanghaiZeniTekGenesisSystemControlCo.,Ltd.,Shanghai200333,China;2.ShanghaiElectricPowerDesignInstituteCo.,Ltd.,Shanghai200025

毕业设计论文

有源光幕靶传感器设计

Design of Active Screen Target Sensor

阎彦铭

吉林建筑大学城建学院

2016年6月

毕业设计论文

有源光幕靶传感器设计 Design of Active Screen Target Sensor

学 生： 阎彦铭 指 导 教 师： 衣文索(副教授) 专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 1209000133 所 在 单 位： 电气信息工程系 答 辩 日 期： 2016年6月

毕业设计（论文）原创承诺书

1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《有源光幕靶传感器设计》，是认真学习理解学校的《电气信息工程系毕业设计写作规范》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。

2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。

3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。

4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印

电涡流传感器位移实验（材质Fe）

线性区：

量程1mm时

灵敏度K=3.0986 非线性误差δ=18.6%

量程为3mm时

灵敏度K=2.5524 非线性误差δ=12.9% 量程为5mm时

灵敏度K=1.8187 非线性误差δ=18.3%

分析：在电涡流传感器位移实验中 最佳工作点应在0.8mm-4.2mm之间

在不同量程下，量程为3mm的趋势线拟合程度最好，非线性误差最小

量程为1mm的灵敏度最高，拟合程度最差，非线性误差最大

光线传感器位移特性实验（材质Al）

坡前

灵敏度K=1.103 非线性误差δ=16.0%

坡后

灵敏度K=0.4247 非线性误差δ=16.9%

分析：有图象有，坡顶坐标为（1.2，1.1）

坡前的灵敏度大于坡后的灵敏度，且非线性误差小于坡后的

核磁共振

#1硫酸铜 #2氯化铁 #4丙三醇

#5 纯水 #6硫酸锰

实验数据

分析：