电涡流传感器应用设计实验
03实验三 电涡流传感器实验
电涡流传感器实验
实验台简介
DRZZS-A型多功能转子试验台由：1底座、2主轴、3飞轮、4直流电机、5主轴支座、6含油轴承及油杯、7电机支座、8连轴器及护罩、9RS9008电涡流传感器支架、10磁电转速传感器支架、11测速齿轮(15齿)、12保护挡板支架，几部分组成，如图1所示。
图1 DRZZS-A型多功能转子试验台传感器安装位置示意图
主要技术指标为：
可调转速范围：0~2500转/分，无级
电源：DC12V
主轴长度：500mm
主轴直径：12mm
外形尺寸：640×140×160mm
重量：12.5kg
轴心轨迹是转子运行时轴心的位置，在忽略轴的圆度误差的情况下，可以将两个电涡流位移传感器探头安装到实验台中部的传感器支架上，相互成90度，并调好两个探头到主轴的距离（约1.6mm），标准是使从前置器输出的信号刚好为0（mV）。
这时，转子实验台启动后两个传感器测量的就是它在两个垂直方向(X,Y)上的瞬时位移，合成为李沙育图就是转
图5 轴心轨迹测量
子的轴心运动轨迹。
利用轴心运动轨迹可以对转轴进行故障诊断。
轴心运动轨迹示意图：
（利用软件仿真产生，拷屏）。
电涡流传感器实验报告
电涡流传感器实验报告电涡流传感器实验报告摘要：本实验旨在研究电涡流传感器的原理和应用。
通过实验，我们探索了电涡流传感器的工作原理、特性以及在工业领域的应用。
实验结果表明，电涡流传感器具有高灵敏度、快速响应和广泛的应用前景。
引言：电涡流传感器是一种常用的非接触式传感器，广泛应用于工业领域。
它通过感应电磁场中的涡流来检测目标物体的位置、形状、材料和表面缺陷等信息。
本实验旨在深入了解电涡流传感器的原理和特性，并通过实验验证其性能。
一、电涡流传感器的原理电涡流传感器利用法拉第电磁感应原理，当导体在变化的磁场中运动或受到变化的磁场作用时，会在其内部产生涡流。
电涡流传感器通过检测涡流的变化来获取目标物体的信息。
涡流的强度与目标物体的导电性、形状、运动速度等因素有关。
二、电涡流传感器的特性1. 高灵敏度：电涡流传感器可以检测微小的涡流变化，对目标物体的微小变化有很高的响应能力。
2. 快速响应：电涡流传感器的响应时间较短，可以实时检测目标物体的变化。
3. 非接触式：电涡流传感器无需与目标物体直接接触，减少了磨损和损坏的风险。
4. 宽频率范围：电涡流传感器可以适应不同频率范围内的磁场变化，具有较广泛的应用范围。
三、实验方法1. 实验器材：电涡流传感器、交流电源、信号发生器、示波器等。
2. 实验步骤：a. 将电涡流传感器连接到交流电源和信号发生器上。
b. 调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的涡流信号变化。
c. 改变目标物体的材料、形状和距离等参数，观察涡流信号的变化。
四、实验结果与分析通过实验，我们观察到了不同频率和幅度下涡流信号的变化。
当频率较高时，涡流信号的幅度减小，响应时间变短。
当目标物体的材料为导体时，涡流信号较强；当目标物体的材料为绝缘体时，涡流信号几乎消失。
此外，目标物体的形状和距离也会对涡流信号产生影响。
五、电涡流传感器的应用电涡流传感器具有广泛的应用前景，主要应用于以下领域：1. 金属材料检测：电涡流传感器可以检测金属材料中的缺陷、裂纹和变形等问题，用于质量控制和安全检测。
电涡流传感器系列实验
电涡流传感器系列实验实验一：电涡流传感器的静态标定摘要：电涡流传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，在与其平行的金属片上感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗乙而涡流的大小与金属涡流片的电阻率，导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关，当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与距离X有关, 将阻抗变化转为电压信号V输出，则输出电压是距离X的单值函数。
①1 实验目的了解电涡流式传感器的原理及工作性能2实验所用仪器设备涡流变换器、F/V 表、测微头、铁测片、涡流传感器、示波器、振动平台、主副电源②3 实验原理通以高频电流的线圈产生磁场，当有导体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体的材料以及和线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
②4实验步骤(1)装载好传感器(2)连接电路，电压表置于20V档，开启主副电源(3)用示波器观察涡流变换器的输入端波形(4)调节传感器的高度值，改变高度，记下示波器及电压表的示数5实验结果与分析⑴涡流变换器输入端的波形为正弦波，示波器的时基为口s/cm⑵改变传感器的高度值，记录电压表示数，记录如下表由曲线，我们可以得到灵敏度为K==mm由此可以看到涡流传感器灵敏度高，分辨力高。
6实验心得与建议该涡流传感器测量灵敏度高，分辨力高，线性度也很好，在涉及到一些导体的位置、位移等相关测量时，使用涡流传感器可以很好的实现不接触测量。
而且电涡流传感器利用的是涡流效应，可以利用其进行导体内部的一些性质。
7思考拓展1位移传感器的静态自动标定与实验研究传感器作为自动控制系统和信息系统的关键器件其技术水平直接影响自动化系统和信息系统的整体水平。
自动化技术水平越高对传感器技术依赖程度越大，传感器产业以其技术含量高，渗透能力强，经济效益好，市场前景广等优点被公认为是国内外具有发展前途的高技术产业，受到全社会的瞩目。
全世界约有40 个国家从事传感器器件的研制生产和应用开发工作，其中以日俄美等国实力较强，他们创建了化学量物理量生物量三大门类的传感器产业生产研发单位5000 余家，产品20000 多种，并且已对应用范围较广的产品进行了规模化生产。
电涡流传感器实验报告
电涡流传感器实验报告电涡流传感器实验报告引言电涡流传感器是一种常见的非接触式传感器，广泛应用于工业领域。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，深入了解电涡流传感器的原理、特点和应用。
实验目的1. 理解电涡流传感器的工作原理；2. 掌握电涡流传感器的基本操作方法；3. 分析电涡流传感器在不同应用场景下的性能表现。
实验装置与方法本实验使用了一台电涡流传感器测试仪和一组标准试样。
首先，将试样固定在传感器上，然后通过测试仪的操作面板设置相应的参数，如频率、电流等。
随后，观察传感器输出的电压信号，并记录下相应的数据。
实验结果与分析通过实验操作，我们得到了一系列关于电涡流传感器的数据。
首先，我们观察到传感器输出信号的幅值与试样的导电性质有关。
当试样的导电性越好时，传感器输出的电压信号幅值越大，反之亦然。
这是因为电涡流传感器通过感应试样中的涡流产生电磁场变化，并通过电感耦合原理转换为电压信号。
其次，我们发现传感器输出信号的频率对试样的尺寸和形状有一定的敏感性。
当试样的尺寸较大或形状复杂时，传感器输出信号的频率会有所变化。
这是由于试样的尺寸和形状会影响涡流的形成和消散过程，从而影响到传感器的工作频率。
此外，我们还测试了传感器在不同环境条件下的性能表现。
实验结果显示，传感器对温度和湿度的变化具有一定的抗干扰能力。
然而，在极端环境条件下，如高温和高湿度下，传感器的性能可能会受到影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的传感器型号和工作条件。
讨论与展望电涡流传感器作为一种非接触式传感器，具有许多优点，如高灵敏度、快速响应和无磨损等。
在工业领域，电涡流传感器被广泛应用于材料检测、无损检测和精密测量等领域。
然而，目前电涡流传感器的应用还存在一些局限性，如对试样尺寸和形状的限制以及对环境条件的敏感性。
因此，未来的研究可以致力于改进传感器的性能，拓展其应用范围。
结论通过本实验，我们深入了解了电涡流传感器的工作原理、特点和应用。
实验06(电涡流传感器)实验报告
实验六-电涡流传感器实验1：电涡流传感器位移实验一、实验目的了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
二、实验原理通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，并呈旋涡状，故称为涡流。
涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离ｘ等参数有关。
电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而改变激磁线线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。
电涡流工作在非接触状态(线圈与金属体表面不接触)，当线圈与金属体表面的距离ｘ以外的所有参数一定时可以进行位移测量。
三、实验器械主机箱、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体(铁圆片)。
四、实验接线图五、实验数据记录以及数据分析实验数据如下：实验数据拟合图像如下：数据分析：由图像可知，位移-输出电压曲线的线性区域是0.4mm~4.4mm，进行正、负位移测量时的最佳工作点2.4mm处。
实验拟合直线方程为：y=1.9885x-0.8639灵敏度和非线性误差计算：测量范围为1mm时，灵敏度为1.0677（V/mm），非线性误差为20.426%测量范围为3 mm时，灵敏度为1.7738（V/mm），非线性误差为12.244%六、实验备注电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm 的量程应如何设计传感器？与被测物体的磁导率，电导率，尺寸因子，探头线圈的电流强度和频率有关。
通过调节前面五个因素的组合来达到所需要的量程。
实验2：被测体材质对电涡流传感器特性影响一、实验目的了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。
二、实验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。
三、实验器械和实验1相同，另加铜和铝的被测体。
四、实验接线图和实验1相同。
五、实验数据记录以及数据分析实验数据记录如下：被测物体材料为铝时被测物体材料为铜时实验数据拟合图像如下：材料为铝，量程为1mm和3mm数据分析：由图像可知，位移-输出电压曲线的线性区域是0.1mm~1.0mm。
实验八-电涡流式传感器的应用
实验八电涡流式传感器的应用(一)电涡流式传感器的静态标定一、实验目的了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。
二、实验原理电涡流传感器由平面线圈和框架组成，它和被测体两部分组成测试系统。
当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导频率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关，当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关，将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。
三、所需部件1电涡流传感器2金属涡流片3电涡流变换器4测微头5示波器6电压表四、实验电路五、实验步骤及内容1安装好电涡流线圈和金属涡流片，注意两者必须保持平行。
安装好测微头，将电涡流线圈接入涡流变换器输入端。
涡流变换器输出端接电压表20V档。
差放增益适中。
2开启仪器电源，用测微头将电涡流线圈与涡流片分开一定距离，此时输出端有一电压值输出。
用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形，信号频率约为1MHz。
3用测微头带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片，此时涡流变换器输出电压为零，涡流变换器中的振荡电路停振。
然后调节WD使电压表的读数为零。
4旋动测微头使平面线圈离开金属涡流片，电压表开始有读数，每位移0.5mm 记录一个读数，并用示波器观察变换器的高频振荡波形。
将对应的输出电压V的读数填入下表，作出V-X曲线，求出灵敏度。
X（mm）0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 V（v）五、注意事项当涡流变换器接入电涡流线圈处于工作状态时，接入示波器会影响线圈的阻抗，使变换器的输出电压减小。
或是使传感器在初始状态有一死区。
(二)电涡流传感器的振幅测量及其电机转速测试一、实验目的1通过实验掌握用电涡传感器测量振幅和电机转速的原理和方法。
2了解电涡流式传感器的实际应用。
电涡流式传感器实验报告
电涡流式传感器实验报告电涡流式传感器实验报告引言：电涡流式传感器是一种广泛应用于工业领域的非接触式传感器，它利用了涡流的原理来检测金属材料中的缺陷和变化。
本实验旨在探究电涡流式传感器的工作原理、应用领域以及实验结果的可靠性。
一、工作原理电涡流式传感器利用了电磁感应的原理，当电磁场通过金属材料时，会在材料内部产生电涡流。
这些电涡流会改变电磁场的分布，从而反映出材料的性质和状态。
传感器通过测量电涡流的变化来判断材料的缺陷和变化。
二、应用领域1. 材料缺陷检测：电涡流式传感器可以用于检测金属材料中的裂纹、疲劳和腐蚀等缺陷。
通过测量电涡流的变化，可以精确地定位和评估材料中的缺陷程度，为后续的修复和保养提供依据。
2. 金属排序：由于不同材料的电导率和磁导率不同，电涡流式传感器可以用于对金属进行分类和排序。
通过测量电涡流的强度和频率，可以快速准确地区分不同种类的金属材料。
3. 无损检测：电涡流式传感器是一种非接触式的检测方法，可以在不破坏材料表面的情况下进行检测。
因此，它被广泛应用于对复杂结构和精密零件的无损检测，如航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
三、实验设计与结果在本实验中，我们选择了一块铝合金板作为被测材料，利用电涡流式传感器对其进行了缺陷检测。
实验过程中，我们将传感器靠近铝合金板表面，并通过测量电涡流的变化来判断板材中是否存在缺陷。
实验结果显示，当传感器靠近板材表面时，电涡流的强度和频率发生了明显的变化。
在板材表面平滑的区域，电涡流强度较弱，频率较高；而在存在缺陷的区域，电涡流强度增强，频率降低。
通过对实验结果的分析，我们可以准确地定位和评估板材中的缺陷。
四、实验结果的可靠性在实验过程中，我们注意到实验结果的可靠性受到多种因素的影响。
首先，传感器与被测材料的距离和角度会对测量结果产生影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行传感器的位置和角度调整。
其次，被测材料的性质和状态也会对实验结果产生影响。
电涡流传感器系列实验
电涡流传感器系列实验电涡流传感器是用来检测金属零件表面及内部缺陷、裂纹、腐蚀程度、变形等信息的一种非接触式电磁传感器。
本次实验室课程将分为三个部分，分别为电涡流传感器原理的介绍、实验步骤以及实验数据的分析处理。
一、原理介绍电涡流传感器是利用电磁感应的原理来检测金属零件表面及内部缺陷、裂纹、腐蚀程度、变形等信息的一种传感器。
它是将激励信号通过探头送入被测件表面，经过被测件表面和内部微小变形后，产生涡流和磁场，利用敏感元件检测产生的电磁信号，从而检测出被测件的变形情况。
二、实验步骤1. 实验器材（1）y 波示波器；（2）电源；（3）电容式电压表；（4）电涡流传感器；（5）接线器件。
2. 实验步骤（1）将电涡流传感器连接在信号发生器上，设定信号发生器输出频率为 100kHz；（2）将电涡流传感器沿着被测件轮廓轻轻地刷过，实验人员可根据实验需求自行选择角度和方向；（3）将信号输出到 y 波示波器，观察并记录不同条件下的波形；（4）通过记录的数据进行分析和图表绘制。
三、实验数据的分析处理通过实验，我们可以得到电涡流传感器的检测结果。
这些结果包括了被测件表面质量、材料状态、表面裂纹等的信息。
我们可以将这些信息度量出来，并绘制成图表，描绘出被测件产生的涡流磁场。
通过这些图表，我们可以比较出不同被测件的质量差异，可以帮助我们进行一些维护和修理工作。
总的来说，电涡流传感器是一种重要的非接触式电磁传感器，它可以帮助我们了解被测件表面质量、材料状态、表面裂纹等信息。
这些信息可以帮助我们进行更好的维护和修理工作，确保零件的有效性和长期安全性。
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电涡流传感器应用设计实验
一、创新实践目的
熟悉和掌握电涡流传感器测量原理，及其位移测量电路、设计方法和应用。
二、器件与仪器
1、主要器件：电涡流传感实验模板、电涡流传感器、振动台（2000型）、直流稳压电源、
低通滤波模板、螺旋测微头、不同面积的铝被测体、铜和铝的被测体圆盘、铁圆片、导线若干。
2、主要仪器：数显表、频率表、示波器、电压表。
三、基础设计与实践
1、设计内容
（1）设计一种利用电涡流传感器检测到不同金属静态位移的系统；
（2）设计一种电涡流传感器测量振动的方法。
2、研究内容
（1）研究不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响；
（2）研究电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸的关系；
（3）研究电涡流传感器的动态性能及测量原理与方法。
3、设计提示
（1）电涡流传感器的原理参考教材《检测与转换技术》（童敏明、唐守锋编）；
（2）电涡流传感器测量电路框图如图7所示，其中涡流线圈L和测量电器中的电容C 组成谐振电路，谐振频率为：
f=
图7 电涡流传感器测量电路框图
（3）电涡流传感器的变频调幅式测量电路原理如图8所示；
图8 变频调幅式测量电路原理
（4）电涡流传感器的位移检测电路如图9所示。
图9 电涡流传感器位移检测电路
（5）电涡流传感器的静态位移测量安装如图10（a）所示，振动测量安装如图10（b）所示；
（a）静态位移测量安装图；（b）振动测量安装如图
图10 电涡流传感器的安装示意图
四、基础实践注意事项
（1）被测体与电涡流传感器测试试头平面必须平行并将测头尽量对准被测体中间，以减少涡流损失；
（2）传感器在测铁材料初始时可能会出现一段死区；
（3）振动幅度不宜过大，以免撞击机壳，损坏仪器。
五、创新设计与实践
题目一、根据所掌握的传感器知识，设计一个金属零件计数分装系统。
1、设计要求：
（1）选用合适的传感器了类型，将传感器探头安装在适当的位置上；
（2）金属零件陆续从落料管中落到正下方的零件盒中时，能够有效地检测下落零件的个数；
（3）当零件盒中的数量达到设定值N时停止落料，传送机构动作，将下一个空盒传送到落料管的正下方。
2、设计提示：
如下图所示为金属零件自动装箱检测控制系统示意图。
金属零件分装、计数系统
根据要求不能采用电涡流接近开关，而只能采用输出模拟电压的电涡流传感器及配套的测量转换电路（应考虑下落物体位置的随机性）。
3、创新实践要求：
（1）依据设计思路画出传感器安装简图，测量转换电路图，并说明其工作原理及优缺点；
（2）进行硬件电路连接测试，实现设计功能要求。
4、设计报告要求：
（1）画出传感器安装图、测量转换电路图；
（2）传感器原理说明和电路工作原理说明；
（3）各元器件的选择与计算；
（4）实践结果。