传感器技术实训装置-涡流传感器的位移特性实验

一、产品简介
    传感器技术实训装置-是为自动化专业教学实验而开发的，适应不同类别、不同层次的专业教学实验设备。可完成“传感器原理与应用”、“自动检测技术”、“工业自动化仪表与控制”、“非电量电测技术”、“传感器与测控技术”等课程的教学实验。能为学生提供丰富动手能力和创新意识，是各高等院校、中专与职业技术学院提供了理想的实验室设备。

二、传感器技术实训装置技术规范及要求：
1、输入电源：AC220V±5%  50±1Hz
2、额定电流：≤5A
3、直流电源：±5V   ±15V
4、稳压系数：±1%
5、电压纹波：≤10mV
6、非线性误差：≤5%
7、测量精度：≤1%
8、功    耗：100VA
9、输出电流：1A
10、相对温度：-5℃～40℃
11、相对湿度：＜85%（25℃）
12、实验箱外形尺寸：660×400×230mm
三、技术要求：
1、实验箱提供四组直流稳压电源：±5V、±15V，具有短路保护功能，一组加热源。
2、低频信号发生器：1Hz-30Hz输出连续可调，Vp-p值10V，最大输出电流0.5A。
3、音频信号发生器：0.4KHz-10KHz输出连续可调，输出电压范围：0VP~10VP连续可调，最大输出电流：0.5A（有效值0.4KHz）。
4、差动放大器：通频带0-10KHz，可接成同相、反相、差动结构，增益为1-150倍的直流放大器。
5、数字式电压表：三位半显示，量程±2V、±20V，输入阻抗100KΩ，精度1%。
6、数字式频率/转速表：由四只数码管，2只发光管组成，输入阻抗100KΩ，精度1%。频率测量范围1-9999 Hz，转速测量范围1-9999r/min。
7、机械式压力表：0-40Kpa，精度2%。
8、手动气压源：0-40Kpa。
四、振荡器要求：
1、低频振荡器：1Hz-30Hz输出连续可调，Vp-p值10V，最大输出电流0.5A。
2、振动源：振动频率1Hz-30Hz，共振频率12Hz左右。
3、转动源：0-12V直流电源驱动，转速可调范围0~2400转/分。
五、数据采集卡及处理软件
    数据采集工作12位AD转换、分辨率由1/22048，采样周期1m-100ms，采样速度可选择，即可单次采样亦能连续采样。标准RS-232接口，与计算机串行工作。提供的处理软件有良好的计算机界面，可以进行实验项目选择与编辑、数据采集、特性曲线的分析、比较、文件存取、打印等。
六、涡流传感器的位移特性实验
一）实验目的
1、了解涡流式传感器的基本结构。
2、掌握涡流式传感器的工作原理及性能。
二）实验所用单元
    涡流式传感器和铁片、涡流式传感器转换电路板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路
    通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，引起线圈的电感发生变化。而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。实验电路如图22-1所示，采用电容式三点式振荡器，用于产生高频电流，电流的大小与电感L₂（即涡流感应头中的线圈）的大小有关，滤波后输出直流信号。 四、实验步骤
1、将涡流式传感器装在位移台架上，并与转换电路板相连。
2、将测微器测杆与铁片连接在一起。
3、接通电源，适当调节测微器的高度，使铁片与涡流感应头刚刚接触，记下此时测微器读数和输出电压，并从此点开始向上移动铁片，将位移量X与输出电压U_O记入下表中。建议每隔0.2mm读一次数值，共读取20组数据。

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

五、实验报告
1、根据表22-1的数据，画出涡流式传感器的输入/输出特性曲线，并求出拟合曲线的方程。
2、涡流式传感器的量程与哪些因素有关？