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实验三电涡流传感器位移特性实验一、实验类型：验证性实验。二、实验目的掌握电涡流传感器的工作原理和测量方法以及不同被测体材质对电涡流传感器特性的影响。三、实验内容搭建电涡流传感器性能测试电路，用铁、铜、铝三种不同的被测体圆片进行实验并记录输出电压，绘制关系曲线并分析。四、实验原理电涡流式传感器由传感器线圈和金属涡流片组成，如图3-1根据法拉第定律，当传感器线圈通以正弦交变电流I1时，线圈周围空间会产生正弦交变磁场B1，可使置于此磁场中的金属涡流片产生感应涡电流I2，I2又产生新的交变磁场B2。根据楞次定律，B2的作用将反抗原磁场B1，从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。由上可知，传感器线圈的阻抗发生变化的原因是金属涡流片的电涡流效应。而电涡流效应又与金属涡流片的电阻率ρ、磁导率μ、厚度、温度以及线圈与导体的距离x有关。当电涡流线圈、金属涡流片以及激励源确定后，并保持温度环境不变，则阻抗输出置于距离x有关。另外涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的导体材料就会有不同的性能。图3-1电涡流传感器原理图五、实验要求了解差动变面积式电容传感器的原理及特性。六、实验仪器设备主机箱中的±15V直流稳压电源、电压表、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体（铁、铜、铝圆片）。七、预习要求实验前学生必须自学有关仪器设备的使用方法及工作原理，明确实验内容及实验目的，须持实验预习报告后，方可进入实验室进行实验。八、实验步骤1.在电涡流实验模板上安装电涡流传感器：调节测微头的微分筒，使微分筒的0刻度与轴套上的5mm刻度值对准。按图3-2进行安装，首先将测微头的安装套插入安装架的安装孔内，再将被测体（铁、铜、铝圆片）套在测微头的测杆上；然后在支架上安装好电涡流传感器；最后平移测微头安装套使被测体与传感器端面相帖并拧紧测微头的紧固螺钉。图3-2电涡流传感器安装示意图2.连线：首先将电涡流传感器实验模板的电源输入端与直流稳压电源的+15V和地端相连；输出端与电压表相连，电压表开关打到20V档；电涡流传感器的输出端分别与实验模板的1和2端口相连。3、检查接线无误后开启主机箱电源，记录电压表读数并列入表3-1，然后逆时针调节测微头微分筒，每隔0.1mm读一个数，直到输出的V0变化很小时为止。表3-1被测体为铁片时的位移实验数据X(mm)…V0(mV)4、依次将被测体换为铝片和铜片进行重复试验，并将数据填入表3-2和3-3中。表3-2被测体为铝片时的位移实验数据X(mm)…V0(mV)表3-3被测体为铜片时的位移实验数据X(mm)…V0(mV)5.根据表3-1、3-2和3-3的实验数据在同一坐标上面画出V—X实验曲线进行比较。实验完毕，关闭电源。九、实验报告要求1.记录测微头移动时电压表的读数，并作出V-X曲线2.根据实验数据和曲线进行结果分析。