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为H1H2I1I2U1金属片R2L1L2I1I2U1 R1M涡流式传感器与被测金属的等效电路等效从上式可看出线圈阻抗的实部即有效电阻随 M 的增加而增加；虚部即等效电感随 M 的增加而减少，这样使线圈阻抗发生了变化。在本实验中，当线圈中通以高频交变电流后，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 Z，而涡流的大小与金属片的电阻率，导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离 X 都有关。当平面线圈、被测体（金属片）、激励源已确定，并...
