实验四传感器特性

实验四传感器特性试验（-）电涡流传感器的位移特性实验一、实验目的1、 了解涡流式传感器的基本结构。2、 掌握涡流式传感器的工作原理及性能。二、 实验所用单元涡流式传感器和铁片、涡流式传感器转换电路板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。三、 实验原理及电路：1、 组成:电涡流传感器由探头（线圈）及前置器（由产生高频振荡电路和整流滤波电路组成）组成2、 工作原理：图1电涡流传感器的基本结构及工作原理图电涡流传感器的基本结构及工作原理如图1。当电涡流传感器线圈中通以高频交变电流后，在与其平行的金属片上就感应产生涡流，涡流的大小影响线圈的阻抗乙而涡流的大小与激励源及金属片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离r有关。当平面线圈一定、被测体（金属片即涡流片）、激励源确定后，在保持环境温度不变的情况下，阻抗z只与距离r有关，电涡流变换器将阻抗变化转换为电压信号v输出，则输出电压v是距离r的单值函数。3、实验原理及控制电路:实验电路如图2所示，采用电容式三点式振荡器，用于产生高频电流，电流I的大小与电感l2（即涡流传感器中的线圈的大小）有关；与实验温度相关；与金属片的材质（电阻率、导磁率、厚度）及距离（金属片与线圈的距离Y）相关；当实验温度、金属片的材质、涡流传感器中的线圈一定后，电流I就只与距离Y相关；经过滤波后输出一个直流电压信号U。

+15VR9+15VR9图2涡流式传感器实验原理图四、实验步骤1、 将涡流式传感器装在位移台架上，并与转换电路板连接起来。2、 将测微器测杆与铁片连接在一起。3、 接通电源，适当调节测微器的高度，使铁片与涡流感应头刚刚接触，记下此时测微器读数和输出电压，并从此点开始向上移动铁片，将位移量X与输出电压。0记入下表中。建议每隔0.2mm读一次数值，共读取20组数据。表1X(mm)Uo(V)X(mm)Uo(V)五、实验报告1、 根据表1的数据，画出涡流式传感器的输入/输出特性曲线Uof(X)，并求出拟合曲线的方程。2、 涡流式传感器的量程与哪些因素有关？（二）超声波传感器的位移特性实验一、实验目的1、 了解超声波在介质中的传播特性。2、 了解超声波传感器测量距离的原理与结构。3、 掌握超声波传感器及其转换电路的工作原理。二、 实验所用单元超声波发射探头、超声波接收传感器、超声波传感器转换电路板、反射挡板、振动台、直流稳压电源、数字电压表三、 实验原理及电路超声波传感器由发射探头与接收传感器及相应的测量电路组成。超声波是在听觉值以外的声波，其频率范围在20KHz至60KHz之间，超声波在介质中可以产生三种形式的振荡波：横波、纵波和表面波。本实验以空气为介质，用纵波测量距离。发射探头发出40KHz的超声波，在空气中传播速度为344m/s，当超声波在空气中碰到不同介面时会产生一个反射波和折射波，其中反射由接收传感器输入测量电路，测量电路可以计算机超声波从发射到接收之间的时间差，从而得到传感器与反射面的距离。本实验原理图如图1所示。+5V图1超声波传感器实验原理图四、实验步骤1、按照图1连线。2、在距离超声波传感器20〜30cm（0〜20cm左右为超声波测量盲区）处放置反射挡板，接通电源，调节发射探头与接收传感器间的距离（约10〜15cm）与角度，使得在改变挡板位置时输出电压能够变化。3、平行移动反射挡板，每次增加5cm，读取输出电压，记入下表中。表1X(cm)Uo(v)五、实验报告1、 根据表1的实验数据画出超声波传感器的特性曲线，并计算机其灵敏度。2、 本实验中的超声波传感器的特性是否