【正文】 式傳感器、轉(zhuǎn)動源。 實驗十八 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測電機轉(zhuǎn)速 一、 實驗?zāi)康? 了解磁電式測量轉(zhuǎn)速的原理。 霍爾元件不能用來測磁體的轉(zhuǎn)速。 實驗完畢，關(guān)閉電源。 從 2v 開始記錄，每增加 1v 相應(yīng)電機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)（待電機轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù)）。 圖 55 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器實驗安裝、接線示意圖 在接線以前，先合上主機箱電源開關(guān)，將主機箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源 2~24v 旋鈕調(diào)到最?。鏁r針方向轉(zhuǎn)到底），接入電壓表（顯示選擇打到 20v 檔），監(jiān)測大約為１ .25v； 關(guān)閉主機箱電源，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動電源按圖 55 所示分別接到主機箱的相應(yīng)電源和頻率 /轉(zhuǎn)速表（轉(zhuǎn)速檔）的 Fin 上。 三、 實驗器材 主機箱、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動源。I B，當被測圓盤上裝上 N 只磁性體時，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化 N 次。 實驗十七 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測量電機轉(zhuǎn)速實驗 一、 實驗?zāi)康? 了解霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。 實驗完畢，關(guān)閉電源。 向某個方向調(diào)節(jié)測微頭 2mm 位移，記錄電壓表讀數(shù)作為實驗起始點； 再反方向調(diào)節(jié)測微頭，每增加 記下一個讀數(shù)（建議做 4mm 位移），將讀數(shù)填入表51。 四、實驗步驟 圖 51 霍爾傳感器（直流激勵）實驗原理圖 按圖 52 示意圖接線（實驗?zāi)０宓妮敵?Vo1 接主機箱電壓表的 Vin），將主機箱上的電壓表量程（顯示選擇）開關(guān)打到 2v 檔。 二、基本原理 根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢 H H BU K I??，當霍爾元件處在梯度中運動時，它的電勢會發(fā)生變化，利用這一性質(zhì)可以進行位移測量。 用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程使用選用傳感器？ 答： 所測量的位移在所選的傳感器量程范圍內(nèi)。 5mm 的量程應(yīng)如何設(shè)計傳感器？ 答： 電渦流傳感器的量程就是傳感器的線性范圍，它受到線圈半徑。試計算測量范圍為 1mm 與 3mm 時的靈敏度和非線性度（可以用端點法或其他擬合直線）。 調(diào)節(jié)測微頭使被測體與傳感器端部接觸，將電壓表顯示選擇開關(guān)切換到 20V 檔，檢查接線無誤后開啟主機箱電源開關(guān)，記下電壓表讀數(shù)，然后每隔 讀一個數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹埂? 三、實驗器材 主機箱、電渦流傳感器實驗?zāi)０?、電渦流傳感器、測微頭、被測體（鐵圓片）。 電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分磁場能量，從而改變激磁線圈阻抗，渦流傳感器就是基于這種渦流效應(yīng)制成的。 二、基本原理 通過交變電流的線圈產(chǎn)生交變磁場，當金屬體處于交變磁場時，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，金屬體內(nèi)產(chǎn)生電流，該電流在金屬體內(nèi)自行閉合，并呈旋渦狀，故稱為渦流。= 17176。 f(Hz) 5 7 12 15 17 20 25 V(pp) 實驗曲線： 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 260 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 911 . 1fv五、思考題 根據(jù)實驗結(jié)果，可以知道振動臺的自然頻率大致是多少？傳感器輸出波形的相位差大致為多少？ 答 ：根據(jù)實驗曲線可知，振動臺的自然頻率大約為 11Hz。 改變振動源的頻率，觀察輸出波形的變化。 合上主機箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察低通濾波器輸出波形。 三、實驗器材 主機箱、差動變壓器實驗?zāi)０?、振動源、示波器? 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 3 0 0 2 0 0 1 0 00100200300400500600700xy 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。 考慮因素：感應(yīng)器是否與谷物接觸的充分、谷物是否均勻的從傳感器之間穿過以及直板傳感器的邊緣效應(yīng)。 X(mm) V(mv) 316 248 188 120 60 10 57 119 178 236 擬合值(mv) 287 230 174 118 61 5 51 107 163 220 |△mx| 29 18 14 2 1 5 6 12 15 16 X(mm) V(mv) 293 350 408 461 514 565 618 665 693 740 擬合值(mv) 276 332 389 445 501 557 614 670 726 783 |△mx| 17 18 19 16 13 8 4 15 33 37 表 37 電容傳感器位移與輸出電壓值 實驗 曲線 根據(jù) 表 37 數(shù)據(jù) 計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度 S 和 非線性誤差 ? S = ΔUΔ = δ = ΔmyFS=37783100%= %； 五 、思考題 試設(shè)計利用 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)計中應(yīng)考慮 哪些因素？ 答 ： 原理：測谷物的濕度時，稻谷的含水率不同，介電常數(shù)也不同，可確定谷物含水率，當電容的 A 與 d 為恒定值， C=f(ε)中 ε發(fā)生變化。 將實驗?zāi)０迳系?Rw 調(diào)節(jié)到中間位置（方法：逆時針轉(zhuǎn)到底再順時傳３圈）。 圖 36 電容式位移傳感器結(jié)構(gòu) 三、實驗器材 主機箱、電容傳感器、電容傳感器實驗?zāi)０?、測微頭 。 設(shè)圓筒的半徑為 R；圓柱的半徑為 r；圓柱的長為 x，則電容量為 C=ε2 ｘ／ ln(R／ r)。 二、基本原理 利用電容 C＝ εA／ d 的關(guān)系式，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測量電路，可以選擇 ε、 A、 d 三個參數(shù)中保持二個參數(shù)不變，而只改變其中一個參數(shù)，就可以組成測介質(zhì)的性質(zhì)（ ε 變）、測位移（ d 變）和測距離、液位（ A 變）等多種電容傳感器。 不同點：一般變壓器為閉合磁路， 初、次級間的互感為常數(shù)； 差動變壓器為開磁路， 初、次級間的互感隨銜鐵移動而變，且兩個次級繞組按差動方式工作。 五、思考題 ，振動頻率的上限受什么影響？ 答 ： 受導(dǎo)線的驅(qū)膚效應(yīng)和鐵損等的影響，若頻率過大 超過某一數(shù)值時（該值視鐵心材料而定）將 會導(dǎo)致靈敏度下降。 數(shù)據(jù)表格如下： X(mm) 0 1 V(mv) 16 45 74 103 138 172 196 225 257 286 擬合值(mv) |△mx| X(mm) 0 1 V(mv) 16 38 71 98 127 150 181 210 237 263 擬合值(mv) |△mx| 實驗曲線如下： 從圖可以看出 ，數(shù)據(jù)基本呈線性，關(guān)于 x=0 對稱的，在零點時存在一個零點誤差，即零點殘余電壓，在 15mv 左右。 1mm、 177。一個方向結(jié)束后，退到零點反方向做相同的實驗。然后擰緊螺釘，仔細調(diào)節(jié)測微頭的微分筒使變壓器的次級輸出 Vpp 為最小值（零點殘余電壓，約為），定義為位移的相對零點。 L1 的激勵電壓從主機箱中的音頻振蕩器的 Lv 端引入，音頻振蕩器的頻率為4~5KH