電渦流特性實驗 傳感器報告

《傳感器技術(shù)原理與應用》實驗報告學院：信息工程學院專業(yè)：10電子信息工程班級：電子2班成績：姓名：高琪學號：410109060318同組成員：刁智琪實驗地點：實驗樓301實驗日期：2013/4/15指導教師：董建彬?qū)嶒炈碾姕u流特性實驗一、實驗目的1.研究不同材質(zhì)對電渦流測位移的影響。2.研究材質(zhì)的面積對電渦流測位移的影響。二、基本原理研究不同材質(zhì)對電渦流測位移的影響的原理：渦流效應與金屬導體本身的電阻率和磁導率有關(guān)，因此不同的材料就會有不同的性能。研究材質(zhì)的面積對電渦流測位移的影響的原理：電渦流傳感器在實際應用中，由于被測體的形狀大小不同會導致被測體上渦流效應的不充分會減弱甚至不產(chǎn)生渦流效應，往往必須針對具體的被測體進行靜態(tài)特性標定。三、實驗結(jié)果記錄表一位移（mm）00.20.40.60.81.01.21.41.6鐵電壓(v)00000.200.630.931.231.50銅電壓（v）1.181.672.112.572.943.293.613.874.14鋁電壓（v）1.632.092.512.943.293.613.914.154.40鋁柱電壓（v）2.623.033.393.764.054.324.584.784.98位移（mm）1.82.02.22.42.62.83.03.23.4鐵電壓(v)1.772.032.272.532.752.973.193.383.58銅電壓（v）4.364.574.754.915.065.205.325.435.52鋁電壓（v）4.604.784.955.095.235.345.455.555.63鋁柱電壓（v）5.145.285.425.525.635.725.795.865.97位移（mm）3.63.84.04.24.44.64.85.05.2鐵電壓(v)3.753.914.084.214.354.474.594.704.80銅電壓（v）5.615.695.765.835.885.955.996.026.06鋁電壓（v）5.715.785.845.905.956.006.046.076.11鋁柱電壓（v）6.016.056.096.126.156.18位移（mm）5.45.65.86.06.26.46.66.87.0鐵電壓(v)4.894.985.075.155.225.275.345.395.45銅電壓（v）6.096.116.136.16鋁電壓（v）6.146.176.20位移（mm）7.27.47.67.88.08.28.48.6鐵電壓(v)5.505.555.595.625.665.695.725.75四、實驗結(jié)果分析(一)實驗數(shù)據(jù)折線圖及擬合曲線1.鐵材質(zhì):圖1鐵材質(zhì)測電渦流位移折線圖及擬合曲線測量范圍：1.2—8.0mm2.銅材質(zhì):圖2銅材質(zhì)測電渦流位移折線圖及擬合曲線測量范圍：0—6mm3.鋁材質(zhì):圖3鋁材質(zhì)測電渦流位移折線圖及擬合曲線測量范圍：0—5.8mm4.鋁材質(zhì)（柱形）:圖4鋁材質(zhì)（柱形）測電渦流位移折線圖及擬合曲線測量范圍：0—4.8mm（二）鐵銅鋁的擬合曲線對比圖鐵銅鋁鐵銅鋁圖5鐵銅鋁擬合曲線（三）鋁和鋁柱的擬合曲線鋁柱鋁鋁柱鋁圖6鋁和鋁柱擬合曲線（四）根據(jù)以上兩圖分析1.根據(jù)磁導率，不同材質(zhì)對電渦流效應有什么影響？為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象？答：通過圖5可以知道鋁作為被測體時，渦流效應最強，銅作為被測體時，渦流效應比較強，鐵作為被測體時，渦流效應比較弱。因為當被測物體是導磁材料時，由于渦流效應和磁效應同時存在，磁效應反作用于渦流效應，使得渦流效應減弱，即傳感器的靈敏度降低，由于鐵的導磁率最高，其磁效應比較好，所以鐵材質(zhì)作為被測體時，渦流效應比較弱，而鋁的磁導率接近于非鐵磁物質(zhì)的磁導率μ0≈1但大于1，即順磁物質(zhì)，它會加強渦流效應，銅的磁導率接近于非鐵磁物質(zhì)的磁導率μ0≈1但小于1，即抗磁物質(zhì)，它會減弱渦流效應，但不如鐵的減弱作用強，所以鋁作為被測物質(zhì)時，傳感器靈敏度最高，銅次之，鐵最差。2.表面積不同對電渦流效應有何影響，為什么產(chǎn)生此種現(xiàn)象？答：通過圖6可知道被測體面積的大小對渦流效應有一定的影響，因為探頭線圈產(chǎn)生的磁場范圍是一定的，而被測體表面形成的渦流場也是一定的，這樣對被測體表面積大小有一定的要求，通常，當被測體表面為平面時，以正對探頭中心線的點為中心，被測面直徑應大于探頭頭部直徑的2.5倍以上，當被測體是圓柱且探頭中心線與軸心線正交時，一般要求被測軸直徑為探頭頭部直徑的8倍以上，否則傳感器的靈敏度會下降，被測體表面越小，靈敏度下降越多。而本次實驗用的鋁柱的底面積比鋁平面面積還要小，所以面積小的鋁柱（紅線）對應的渦流效應較弱。3.若要求測量范圍為1-3cm則應采取哪種表面積和材質(zhì)測量？說明理由。答：應采用大面積的鋁平面來測