【文章內(nèi)容簡介】 接（插入主控箱Vi孔），Rw調(diào)節(jié)到中間位置。 接入177。15V電源，旋動測微頭推進(jìn)電容器傳感器動極板位置，填入表4－1。表4－1 電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm) V(mv) 根據(jù)表4－1數(shù)據(jù)計(jì)算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差δf。五、 思考題：試設(shè)計(jì)利用ε的變化測谷物濕度的傳感器原理及結(jié)構(gòu)？能否敘述一下在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？實(shí)驗(yàn)十五 直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。二、 基本原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢UH＝KHIB，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場中運(yùn)動時(shí)，它就可以進(jìn)行位移測量。三、 需用器件與單元：霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、霍爾傳感器、直流源、測微頭、數(shù)顯單元。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 將霍爾傳感器按圖5－1安裝。霍爾傳感器與實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓倪B接按圖5－2進(jìn)行。3為電源177。4V，4為輸出。 開啟電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置再調(diào)節(jié)RW1使數(shù)顯表指示為零。圖5圖5－1 霍爾傳感器安裝示意圖 圖5－2霍爾傳感器位移――直流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)接線圖 微頭向軸向方向推進(jìn)，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表5－1。表5－1X（mm）V(mv)作出V－X曲線，計(jì)算不同線性范圍時(shí)的靈敏度和非線性誤差。五、 思考題： 本實(shí)驗(yàn)中霍爾元件位移的線性度實(shí)際上反映的是什么量的變化？實(shí)驗(yàn)十六 交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣骷?lì)時(shí)霍爾式傳感器的特性。二、 基本原理：交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器與直流激勵(lì)一樣，基本工作原理相同，不同之處是測量電路。三、 需用器件與單元：在實(shí)驗(yàn)十六基礎(chǔ)上加相敏檢波、移相、濾波模板、雙線示波器。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)十六，實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳线B線見圖5－3。圖5－3交流激勵(lì)時(shí)霍爾傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖 調(diào)節(jié)音頻振動器頻率和幅度旋鈕，從Lv輸出，用示波器測量使電壓輸出頻率為1KHz，電壓峰－峰值為接上交流電源，激勵(lì)電壓從音頻輸出端LV輸出頻率1KHZ，幅值為4V峰－峰值（注意電壓過大會燒壞霍爾元件）。 調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器處于磁鋼中點(diǎn)，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢為最小，然后從數(shù)顯表上觀察，調(diào)節(jié)電位器RWRW2使顯示為零。 調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器產(chǎn)生一個(gè)較大位移，利用示波器觀察相敏檢波器輸出，旋轉(zhuǎn)移相單元電位器RW和相敏檢波電位器RW，使示波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示相對值。 使數(shù)顯表顯示為零，填入表5－2。表5－2交流激勵(lì)時(shí)輸出電壓和位移數(shù)據(jù)X（mm）V(mv) 根據(jù)表5－2作出V－X曲線，計(jì)算不同量程時(shí)的非線性誤差。五、 思考題：利用霍爾元件測量位移和振動時(shí)，使用上有何限制？實(shí)驗(yàn)十七 霍爾測速實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。二、 基本原理：利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UH＝KHIB，當(dāng)被測圓盤上裝上N只磁性體時(shí)，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、整形和計(jì)數(shù)電路就可以測量被測旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。三、 需用器件與單元：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、直流源＋5V、轉(zhuǎn)動源2－24V、轉(zhuǎn)動源單元、數(shù)顯單元的轉(zhuǎn)速顯示部分。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 根據(jù)圖5－4，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器裝于傳感器支架上，探頭對準(zhǔn)反射面內(nèi)的磁鋼?！　　　　　　　　　　　　D5－4　霍爾、光電、磁電轉(zhuǎn)速傳感順安裝示意圖 將5V直流源加于霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的電源端（1號接線端）。 將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出端（2號接線端）插入數(shù)顯單元Fin端，3號接線端接地。 將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中的＋2V－24V轉(zhuǎn)速電源接入三源板的轉(zhuǎn)動電源插孔中。 將數(shù)顯單元上的開關(guān)撥到轉(zhuǎn)速檔。 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電壓使轉(zhuǎn)動速度變化。觀察數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示的變化。五、 思考題： 利用霍爾元件測轉(zhuǎn)速，在測量上有否限制？ 本實(shí)驗(yàn)裝置上用了十二只磁鋼，能否用一只磁鋼？實(shí)驗(yàn)十八 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯烹娛綔y量轉(zhuǎn)速的原理。二、 基本原理：基于電磁感應(yīng)原理，N匝線圈所在磁場的磁通變化時(shí)，線圈中感應(yīng)電勢： 發(fā)生變化，因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤上嵌入N個(gè)磁棒時(shí)，每轉(zhuǎn)一周線圈感應(yīng)電勢產(chǎn)生N次的變化，通過放大、整形和計(jì)數(shù)等電路即可以測量轉(zhuǎn)速。三、 需用器件與單元：磁電式傳感器、數(shù)顯單元測轉(zhuǎn)速檔、直流源2－24V。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器按圖5－4安裝傳感器端面離轉(zhuǎn)動盤面2mm左右。將磁電式傳感器輸出端插入數(shù)顯單元Fin孔。（磁電式傳感器兩輸出插頭插入臺面板上二個(gè)插孔） 將顯示開關(guān)選擇轉(zhuǎn)速測量檔。 將轉(zhuǎn)速電源2－24V用引線引入到臺面板上24V插孔，合上主控箱電開關(guān)。使轉(zhuǎn)速電機(jī)帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，逐步增加電源電壓觀察轉(zhuǎn)速變化情況。五、 思考題：為什么說磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不能測很低速的轉(zhuǎn)動，能說明理由嗎？實(shí)驗(yàn)十九 用磁電式原理測量地震＊磁電式傳感器是絕對測量原理的傳感器，因此它可以直接放在地面上測量地震，用而不用找其它相對靜止點(diǎn)。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡易的地震儀用來測量車床、床身振動。實(shí)驗(yàn)二十 壓電式傳感器測振動實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈮弘妭鞲衅鞯臏y量振動的原理和方法。二、 基本原理：壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電片等組成。（觀察實(shí)驗(yàn)用壓電加速度計(jì)結(jié)構(gòu)）工作時(shí)傳感器感受與試件相同頻率的振動，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在晶片上，由于壓電效應(yīng)，壓電晶片上產(chǎn)生正比于運(yùn)動加速度的表面電荷。三、 需用器件與單元：振動臺、壓電傳感器、檢波、移相、低通濾波器模板、壓電式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?。雙蹤示波器。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 壓電傳感器已裝在振動臺面上。 將低頻振蕩器信號接入到臺面三源板振動源的激勵(lì)源插孔。圖7－1壓電式傳感器性能實(shí)驗(yàn)接線圖 將壓電傳感器輸出兩端插入到壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍍奢斎攵?，見圖7－1，與傳感器外殼相連的接線端接地，另一端接R1。將壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０咫娐份敵龆薞o1，接R6。將壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０咫娐份敵龆薞02，接入低通濾波器輸入端Vi，低通濾波器輸出V0與示波器相連。 合上主控箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察示波器波形。 改變低頻振蕩器的頻率，觀察輸出波形變化。 用示波器的兩個(gè)通道同時(shí)觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形。實(shí)驗(yàn)二十一 電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測量位移的工作原理和特性。二、 基本原理：通過高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)有導(dǎo)電體接近時(shí)，因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗，而渦流損耗與導(dǎo)電體離線圈的距離有關(guān)，因此可以進(jìn)行位移測量。三、 需用器件與單元：電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、電渦流傳感器、直流電源、數(shù)顯單元、測微頭、鐵圓片。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 根據(jù)圖8－1安裝電渦流傳感器。圖8－1電渦流傳感器安裝示意圖圖81 電渦流傳感器安裝示意圖圖8－2電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖 觀察傳感器結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)平繞線圈。 將電渦流傳感器輸出線接入實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蠘?biāo)有L的兩端插孔中，作為振蕩器的一個(gè)元件。 在測微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。 將實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆薞o與數(shù)顯單元輸入端Vi相接。數(shù)顯表量程切換開關(guān)選擇電壓20V檔。 用連結(jié)導(dǎo)線從主控臺接入15V直流電源接到模板上標(biāo)有＋15V的插孔中。 使測微頭與傳感器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關(guān)，記下數(shù)顯表讀數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹埂⒔Y(jié)果列入表8－1。表8－1電渦流傳感器位移X與輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）V(v) 根據(jù)表8－1數(shù)據(jù)，畫出V－X曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進(jìn)行正、負(fù)位移測量時(shí)的最佳工作點(diǎn)，試計(jì)算量程為1mm、3 mm及5mm時(shí)的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。五、 思考題： 電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測量177。5mm的量程應(yīng)如何設(shè)計(jì)傳感器？ 用電渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測量時(shí)，如何根據(jù)量程使用選用傳感器。實(shí)驗(yàn)二十二 被測體材質(zhì)對電渦流傳感器特性影響一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠煌谋粶y體材料對電渦流傳感器性能的影響。二、 基本原理：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。三、 需用器件與單元：除與實(shí)驗(yàn)二十五相同外，另加銅和鋁的被測體圓盤。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 傳感器安裝與實(shí)驗(yàn)二十五相同。 將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。 重復(fù)實(shí)驗(yàn)二十五步驟，進(jìn)行被測體為鋁圓片和銅圓片時(shí)的位移特性測試，分別記入表8－2和表8－3。表8－2被測體為鋁圓片時(shí)的位移為輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）V(v)表8－3被測體為銅圓片時(shí)的位移與輸出電在數(shù)據(jù)X（mm）V(v) 根據(jù)表8－2和表8－3分別計(jì)算量程為1mm和3mm時(shí)的靈敏度和非線性誤差（線性度）。 分別比較實(shí)驗(yàn)二十五和本實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果進(jìn)行小結(jié)。五、 思考題： 當(dāng)被測體為非金屬材料如何利用電渦流傳感器進(jìn)行測試？實(shí)驗(yàn)二十三　 被測體面積大小對電渦流傳感器的特性影響實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器在實(shí)際應(yīng)用中其位移特性與被測體的形狀和尺寸有關(guān)。二、 基本原理：電渦流傳感器在實(shí)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)，因此影響電渦流傳感器的靜態(tài)特性，所以在實(shí)際測量中，往往必須針對具體的被測體進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定。三、 需用器件與單元：直流源、電渦流傳感器、測微頭、電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、不同形狀鋁被測體二個(gè)、數(shù)顯單元。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 傳感器安裝見圖8－1，與前面靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)相同。 按照測靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)要求連接好測量線路。 在測微頭上分別用三種不同的被測鋁圓盤進(jìn)行電渦位移特性測定，分別記入表8－5。表8－5不同尺寸時(shí)的被測體特性數(shù)據(jù)X（mm）被測體1被測體2 根據(jù)表8－5數(shù)據(jù)計(jì)算目前范圍內(nèi)三種被測體1號、2號的靈敏度、并說明理由。五、 思考題：目前現(xiàn)有一個(gè)直徑為10mm的電渦流傳感器，需對一個(gè)軸直徑為8mm的振動進(jìn)行測量？試說明具體的測試方法與操作步驟。實(shí)驗(yàn)二十四 電渦流傳感器測量振動實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測量振動的原理與方法。二、基本原理：根據(jù)電渦流傳感器動態(tài)特性和位移特性，選擇合適的工作點(diǎn)即可測量振幅。三、需用器件與單元：電渦流傳感實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、電渦流傳感器、低頻振蕩器、振動臺、直流電源、檢波、濾波模塊、數(shù)顯單元、測微頭、示波器。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 根據(jù)圖3－5安裝電渦流傳感器。注意傳感器端面與被測體振動臺面（鋁材料）之間的安裝距離即為線形區(qū)域（可利用實(shí)驗(yàn)二十五中鋁材料的特性曲線）。將電渦流傳感器兩端插入實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍢?biāo)有L的兩端插孔中，實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆私邮静ㄆ饕粋€(gè)通道，接入15V電源。 將低頻振蕩信號接入振動臺激勵(lì)源插孔，一般應(yīng)避開梁的自振頻率,將振蕩頻率設(shè)置在6－10HZ之間。 低頻振蕩器幅度旋鈕初始為零，慢慢增大幅度，但振動臺面與傳感器端面不碰撞。 用示波器觀察電渦流實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆薞o波形，調(diào)節(jié)傳感器安裝支架高度，讀取正弦波形失真最小時(shí)的電壓峰－峰值。 保持振動臺的振動頻率不變，改變振動幅度可測出相應(yīng)的傳感器輸出電壓峰－峰值。 六、 思考題： 電渦流傳感器動態(tài)響應(yīng)好可以測高頻振動的物體，電渦流傳感器的可測高頻上限受什么限制？ 有一個(gè)振動頻率為10K的被測體需要測其振動參數(shù)，你是選用壓電式傳感器還是電渦流傳感器或認(rèn)為兩者均可？ 能否用本系統(tǒng)數(shù)顯表頭，顯示振動？還需要添加什么單元，如何實(shí)行？實(shí)驗(yàn)二十五 電渦流轉(zhuǎn)速傳感器＊一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測轉(zhuǎn)速的原理與組成。二、 基本原理：利用電渦流的位移傳感器及其位移特