傳感器技術實訓裝置-渦流傳感器的位移特性實驗

一、產品簡介
    傳感器技術實訓裝置-是為自動化專業教學實驗而開發的，適應不同類別、不同層次的專業教學實驗設備。可完成“傳感器原理與應用”、“自動檢測技術”、“工業自動化儀表與控制”、“非電量電測技術”、“傳感器與測控技術”等課程的教學實驗。能為學生提供豐富動手能力和創新意識，是各高等院校、中專與職業技術學院提供了理想的實驗室設備。

二、傳感器技術實訓裝置技術規范及要求：
1、輸入電源：AC220V±5%  50±1Hz
2、額定電流：≤5A
3、直流電源：±5V   ±15V
4、穩壓系數：±1%
5、電壓紋波：≤10mV
6、非線性誤差：≤5%
7、測量精度：≤1%
8、功    耗：100VA
9、輸出電流：1A
10、相對溫度：-5℃～40℃
11、相對濕度：＜85%（25℃）
12、實驗箱外形尺寸：660×400×230mm
三、技術要求：
1、實驗箱提供四組直流穩壓電源：±5V、±15V，具有短路保護功能，一組加熱源。
2、低頻信號發生器：1Hz-30Hz輸出連續可調，Vp-p值10V，最大輸出電流0.5A。
3、音頻信號發生器：0.4KHz-10KHz輸出連續可調，輸出電壓范圍：0VP~10VP連續可調，最大輸出電流：0.5A（有效值0.4KHz）。
4、差動放大器：通頻帶0-10KHz，可接成同相、反相、差動結構，增益為1-150倍的直流放大器。
5、數字式電壓表：三位半顯示，量程±2V、±20V，輸入阻抗100KΩ，精度1%。
6、數字式頻率/轉速表：由四只數碼管，2只發光管組成，輸入阻抗100KΩ，精度1%。頻率測量范圍1-9999 Hz，轉速測量范圍1-9999r/min。
7、機械式壓力表：0-40Kpa，精度2%。
8、手動氣壓源：0-40Kpa。
四、振蕩器要求：
1、低頻振蕩器：1Hz-30Hz輸出連續可調，Vp-p值10V，最大輸出電流0.5A。
2、振動源：振動頻率1Hz-30Hz，共振頻率12Hz左右。
3、轉動源：0-12V直流電源驅動，轉速可調范圍0~2400轉/分。
五、數據采集卡及處理軟件
    數據采集工作12位AD轉換、分辨率由1/22048，采樣周期1m-100ms，采樣速度可選擇，即可單次采樣亦能連續采樣。標準RS-232接口，與計算機串行工作。提供的處理軟件有良好的計算機界面，可以進行實驗項目選擇與編輯、數據采集、特性曲線的分析、比較、文件存取、打印等。
六、渦流傳感器的位移特性實驗
一）實驗目的
1、了解渦流式傳感器的基本結構。
2、掌握渦流式傳感器的工作原理及性能。
二）實驗所用單元
    渦流式傳感器和鐵片、渦流式傳感器轉換電路板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
    通過高頻電流的線圈產生磁場，當有導電體接近時，因導電體渦流效應產生渦流損耗，引起線圈的電感發生變化。而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關，因此可以進行位移測量。實驗電路如圖22-1所示，采用電容式三點式振蕩器，用于產生高頻電流，電流的大小與電感L₂（即渦流感應頭中的線圈）的大小有關，濾波后輸出直流信號。 四、實驗步驟
1、將渦流式傳感器裝在位移臺架上，并與轉換電路板相連。
2、將測微器測桿與鐵片連接在一起。
3、接通電源，適當調節測微器的高度，使鐵片與渦流感應頭剛剛接觸，記下此時測微器讀數和輸出電壓，并從此點開始向上移動鐵片，將位移量X與輸出電壓U_O記入下表中。建議每隔0.2mm讀一次數值，共讀取20組數據。

X(mm)
UO(V)
X(mm)
UO(V)

五、實驗報告
1、根據表22-1的數據，畫出渦流式傳感器的輸入/輸出特性曲線，并求出擬合曲線的方程。
2、渦流式傳感器的量程與哪些因素有關？