传感器原理及应用系列实验二实验目的:了解电涡流传感器、霍尔传感器、光纤传感器的使用和静态特性
实验仪器简介:CSY 系列传感器系统实验仪集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体,组成一个完整的测试系统
实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成
传感器系列实验二所用的传感器位于实验工作台右边,装在圆盘式工作台的四周,依次为(依逆时针方向)电感式(差动变压器)、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器
光纤传感器的一端已固定在“光电变换器”上,另一端为活动的圆柱形探头,可根据要求加以固定
本实验只做电涡流传感器、霍尔传感器和光纤传感器,相应的处理电路及显示电路请看下面的讲义
当传感器的输入量处于稳定状态时,传感器的输出—输入特性称为静态特性,静态特性包括:线性度、灵敏度、分辨率、阈值等,本实验只对前两项进行讨论
实验任务:1.电涡流传感器的静态标定2.了解光纤传感器的结构和工作原理,学会用光纤传感器做位移测试3.了解霍尔式传感器的结构、工作原理,学会用霍尔传感器做静态位移测试4.*了解半导体应变计的工作特性和温度效应(补充)电涡流式传感器一.实验原理:电涡流传感器由平面线圈和金属片组成,它是基于电磁感应原理制成的
由电磁场理论可知,在受到交变电磁场作用的任何导体中,都会产生电涡流
成块的金属置于变化的磁场中,或者在固定磁场中运动时,金属导体内就要产生感应电流,这种电流的流线在金属内是闭合的,所以称为涡流
电涡流传感器的作用原理如左下图:把线圈与被测导体等效为相互耦合的两个线圈,如右上图所示
设 R1为线圈的电阻;L1为线圈电感;R2为短路环的电阻;L2为短路环电感;M 为线圈与短路环间的互感,随二者之间距离 X 减少而增大;U1为激励电压
由等效电路可写出两个电压平衡方程式:解上面的联立方程可得到,从而求出受金属影响后空心线圈的等效阻抗