電渦流特性實驗 傳感器報告

《傳感器技術(shù)原理與應(yīng)用》實驗報告學(xué)院：信息工程學(xué)院專業(yè)：10電子信息工程班級：電子2班成績：姓名：高琪學(xué)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(dǎo)教師：董建彬?qū)嶒炈碾姕u流特性實驗一、實驗?zāi)康?.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(yīng)與金屬導(dǎo)體本身的電阻率和磁導(dǎo)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(yīng)用中，由于被測體的形狀大小不同會導(dǎo)致被測體上渦流效應(yīng)的不充分會減弱甚至不產(chǎn)生渦流效應(yīng)，往往必須針對具體的被測體進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)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(dǎo)率，不同材質(zhì)對電渦流效應(yīng)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(yīng)最強(qiáng)，銅作為被測體時，渦流效應(yīng)比較強(qiáng)，鐵作為被測體時，渦流效應(yīng)比較弱。因為當(dāng)被測物體是導(dǎo)磁材料時，由于渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)同時存在，磁效應(yīng)反作用于渦流效應(yīng)，使得渦流效應(yīng)減弱，即傳感器的靈敏度降低，由于鐵的導(dǎo)磁率最高，其磁效應(yīng)比較好，所以鐵材質(zhì)作為被測體時，渦流效應(yīng)比較弱，而鋁的磁導(dǎo)率接近于非鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率μ0≈1但大于1，即順磁物質(zhì)，它會加強(qiáng)渦流效應(yīng)，銅的磁導(dǎo)率接近于非鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率μ0≈1但小于1，即抗磁物質(zhì)，它會減弱渦流效應(yīng)，但不如鐵的減弱作用強(qiáng)，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(yīng)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(yīng)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(dāng)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(yīng)大于探頭頭部直徑的2.5倍以上，當(dāng)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(yīng)的渦流效應(yīng)較弱。3.若要求測量范圍為1-3cm則應(yīng)采取哪種表面積和材質(zhì)測量？說明理由。答：應(yīng)采用大面積的鋁平面來測