电涡流特性实验 传感器报告

《传感器技术原理与应用》实验报告学院：信息工程学院专业：10电子信息工程班级：电子2班成绩：姓名：高琪学号：410109060318同组成员：刁智琪实验地点：实验楼301实验日期：2013/4/15指导教师：董建彬实验四电涡流特性实验一、实验目的1.研究不同材质对电涡流测位移的影响。2.研究材质的面积对电涡流测位移的影响。二、基本原理研究不同材质对电涡流测位移的影响的原理：涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。研究材质的面积对电涡流测位移的影响的原理：电涡流传感器在实际应用中，由于被测体的形状大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分会减弱甚至不产生涡流效应，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。三、实验结果记录表一位移（mm）00.20.40.60.81.01.21.41.6铁电压(v)00000.200.630.931.231.50铜电压（v）1.181.672.112.572.943.293.613.874.14铝电压（v）1.632.092.512.943.293.613.914.154.40铝柱电压（v）2.623.033.393.764.054.324.584.784.98位移（mm）1.82.02.22.42.62.83.03.23.4铁电压(v)1.772.032.272.532.752.973.193.383.58铜电压（v）4.364.574.754.915.065.205.325.435.52铝电压（v）4.604.784.955.095.235.345.455.555.63铝柱电压（v）5.145.285.425.525.635.725.795.865.97位移（mm）3.63.84.04.24.44.64.85.05.2铁电压(v)3.753.914.084.214.354.474.594.704.80铜电压（v）5.615.695.765.835.885.955.996.026.06铝电压（v）5.715.785.845.905.956.006.046.076.11铝柱电压（v）6.016.056.096.126.156.18位移（mm）5.45.65.86.06.26.46.66.87.0铁电压(v)4.894.985.075.155.225.275.345.395.45铜电压（v）6.096.116.136.16铝电压（v）6.146.176.20位移（mm）7.27.47.67.88.08.28.48.6铁电压(v)5.505.555.595.625.665.695.725.75四、实验结果分析(一)实验数据折线图及拟合曲线1.铁材质:图1铁材质测电涡流位移折线图及拟合曲线测量范围：1.2—8.0mm2.铜材质:图2铜材质测电涡流位移折线图及拟合曲线测量范围：0—6mm3.铝材质:图3铝材质测电涡流位移折线图及拟合曲线测量范围：0—5.8mm4.铝材质（柱形）:图4铝材质（柱形）测电涡流位移折线图及拟合曲线测量范围：0—4.8mm（二）铁铜铝的拟合曲线对比图铁铜铝铁铜铝图5铁铜铝拟合曲线（三）铝和铝柱的拟合曲线铝柱铝铝柱铝图6铝和铝柱拟合曲线（四）根据以上两图分析1.根据磁导率，不同材质对电涡流效应有什么影响？为什么会产生这种现象？答：通过图5可以知道铝作为被测体时，涡流效应最强，铜作为被测体时，涡流效应比较强，铁作为被测体时，涡流效应比较弱。因为当被测物体是导磁材料时，由于涡流效应和磁效应同时存在，磁效应反作用于涡流效应，使得涡流效应减弱，即传感器的灵敏度降低，由于铁的导磁率最高，其磁效应比较好，所以铁材质作为被测体时，涡流效应比较弱，而铝的磁导率接近于非铁磁物质的磁导率µ0≈1但大于1，即顺磁物质，它会加强涡流效应，铜的磁导率接近于非铁磁物质的磁导率µ0≈1但小于1，即抗磁物质，它会减弱涡流效应，但不如铁的减弱作用强，所以铝作为被测物质时，传感器灵敏度最高，铜次之，铁最差。2.表面积不同对电涡流效应有何影响，为什么产生此种现象？答：通过图6可知道被测体面积的大小对涡流效应有一定的影响，因为探头线圈产生的磁场范围是一定的，而被测体表面形成的涡流场也是一定的，这样对被测体表面积大小有一定的要求，通常，当被测体表面为平面时，以正对探头中心线的点为中心，被测面直径应大于探头头部直径的2.5倍以上，当被测体是圆柱且探头中心线与轴心线正交时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的8倍以上，否则传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多。而本次实验用的铝柱的底面积比铝平面面积还要小，所以面积小的铝柱（红线）对应的涡流效应较弱。3.若要求测量范围为1-3cm则应采取哪种表面积和材质测量？说明理由。答：应采用大面积的铝平面来测