枯叶Snipe丶
范文一：电涡流传感器测量位移特性设计报告
电涡流传感器测量位移特性设计报告
摘 要:本设计根据金属位移量影响涡流效应的强弱,利用电涡流传感器测量出 金属位移量引起的电压变化模拟信号, 并作为 AD 采集卡的输入量, 最终在上位 机实现金属位移量和电压变化的动态显示。 本设计具有操作简单、 精度高等特点。
关键词:AD 采集卡,电涡流传感器,金属位移量,电压变化
1 工作原理
电涡流传感器采用的是感应电涡流原理 , 当带有高频电流的线圈靠近被测金 属时 , 线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流 , 电 磁学上称之为电涡流。电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导率、 几何 尺寸、电流频率等参数有关。
当线圈与金属体的距离发生变化时(除距离以外,所有的参数不变) ,电涡 流传感器将位移量转换成电压变化的模拟信号送给 AD 采集卡,最终在上位机实 现对金属位移量和电压变化的实时显示。
2硬件设计
2.1系统框图
金属位移量
图 2.1系统总体框图
2.2 PCI8735介绍
PCI8735是一种基于 PCI 总线的数据采集卡,可直接插在 IBM-PC/AT或与这 兼容的计算机内的任一 PCI 插槽中,主要应用于电子产品质量检测、信号采集、 过程控制、伺服控制。
2.2.1PCI8735的管脚定义
图 2.2 PCI8735管脚排列
PCI8735引脚功能描述如下表:
2.2.2 DS18B20技术性能描述
1. 转换器类型:AD7321
2. 输入量程 (InputRange):±10V 、±5V 、±2.5V 、 0~10V
3. 转换精度:12位 (Bit)有效位,第 13位为符号位
4. 采样速率:最高系统通过率 500KHz ,不提供精确的硬件分频功能。说明:各通 道实际采样速率 =采样速率 /采样通道数
5. 模拟输入通道总数:32路单端, 16路双端
6. 采 样 通 道 数 :软 件 可 选 择 , 通 过 设 置 首 通 道 (FirstChannel)和 末 通 道 (LastChannel)来实现的。说明:采样通道数 =LastChannel – FirstChannel+1 7. 通道切换方式:首末通道顺序切换
8.AD 转换时间:<>
9. 转换精度:12 位 (Bit)有效位,第 13位为符号位
10. 程控增益:1、 2、 4、 8倍 (AD8251)或 1、 2、 5、 10倍 (AD8250)或 1、 10、 100、 1000倍 (AD8253)
11. 模拟输入阻抗:10M ?
12. 非线性误差:±1LSB
13. 系统测量精度:0.1%
14. 工作温度范围:-40℃~+85℃
15. 存储温度范围:-40℃~+120℃
3 软件设计
本系统采用 Visual Basic 6.0语言编写,人机界面主要由三部分构成,第一部 分是人工进行量程选择, 第二部分是采集方式选择, 包括间隔采集和连续采集两 种方式;第三部分是数据统计显示区。
系统软件主流程如图 3.1所示:
图 3.1系统软件主程序
图 3.2 PC机界面
4 实验过程及结果
4.1实验步骤
1、利用电涡流传感器测量出不同金属位移量产生的电压变化,将所得信号 作为 AD 采集卡输入量。
2、选取 AD 采集卡采集通道口,并焊接好相应输入端导线。
3、编写应用软件处理显示采集的数据。
4、连接板卡输入端口和电涡流传感器输出端口,开始进行数据采集。
5、记录实验结果,保存采集曲线。
4.2 实验结果
本实验测量采用电涡流传感器,金属材质选取铝片,由于手动控制,所 以采样选取为间隔采样,采样波形如下图 4.1:
图 4.1 电压采集曲线
5 总结
本设计实现了对电涡流传感器检测到的金属位移量引起的模拟电压信号的 采集和动态显示功能, 系统可以根据用户的需要增减采集数量和采集时间, 系统 简单易用, 具有较好的操作性。 但是该设计在数据的统计处理以及功能的完善方 面还需要进一步改进。
范文二：实验二十 电涡流传感器位移特性实验
实验二十 电涡流传感器的位移特性实验
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、实验仪器
电涡流传感器、 铁圆盘、 电涡流传感器模块、 测微头、 直流稳压电源、 数显直流电压表、 铜和铝的被测体圆盘。
三、实验原理
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, 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。
四、实验内容与步骤
1.按图 2-1安装电涡流传感器。
图 2-1传感器安装示意图
2.在测微头端部装上铁质金属圆盘,作为电涡流传感器的被测体。调节测微头,使铁 质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端,固定测微头。
图 2-2 电涡流传感器接线示意图
3.传感器连接按图 2-2,将电涡流传感器连接线接到模块上标有“ ”的两端, 实验模块输出端 Uo 与直流电压表输入端 U i 相接。直流电压表量程切换开关选择电压 20V 档,模块电源用 2号导线从实验台上接入 +15V电源。
4.合上实验台上电源开关,记下数显表读数,然后每隔 0.2mm 读一个数,直到输出几
乎不变为止。将结果列入表 2-1。
根据表 2-1数据,画出 U -X 曲线,根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的 最佳工作点,并计算量程为 1mm 、 3 mm 及 5mm 时的灵敏度和线性度(可以用端点法或其 它拟合直线) 。
02
4
6
8
10
12
范文三：实验15 电涡流传感器位移特性实验
实验15 电涡流传感器位移特性实验
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、基本原理:
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，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。 三、需用器件与单元:
电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。 四、实验步骤:
1、根据图15,1安装电涡流传感器。
图8,1电涡流传感器安装示意图
图15,1 电涡流传感器安装示意图
图15,2电涡流传感器位移实验接线图
2、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。
3、将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有L的两端插孔中，作为振荡器的一个
元件。
4、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。 5、将实验模板输出端Vo与数显单元输入端V相接。数显表量程切换开关选择电压i
20V档。。
6、用连结导线从主控台接入15V直流电源接到模板上标有，15V的插孔中。 7、使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，然后每
隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表15,1。 表15,1电涡流传感器位移X与输出电压数据
X(mm)
V(v) 8、根据表15,1数据，画出V,X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测
量时的最佳工作点，试计算量程为1mm、3 mm及5mm时的灵敏度和线性度(可
以用端基法或其它拟合直线)。
五、思考题:
1、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,
2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器。
范文四：实验3----电涡流传感器位移特性实验
实验三 电涡流传感器位移特性实验
一、实验类型:验证性实验。 二、实验目的
掌握电涡流传感器的工作原理和测量方法以及不同被测体材质对电涡流传感器特性的 影响。 三、实验内容
搭建电涡流传感器性能测试电路, 用铁、 铜、 铝三种不同的被测体圆片进行实验并记录 输出电压,绘制关系曲线并分析。 四、实验原理
电涡流式传感器由传感器线圈和金属涡流片组成, 如图 3-1根据法拉第定律, 当传感器 线圈通以正弦交变电流 I 1时,线圈周围空间会产生正弦交变磁场 B 1,可使置于此磁场中的 金属涡流片产生感应涡电流 I 2, I 2又产生新的交变磁场 B 2。根据楞次定律, B 2的作用将反 抗原磁场 B 1,从而导致传感器线圈的阻抗 Z 发生变化。由上可知,传感器线圈的阻抗发生 变化的原因是金属涡流片的电涡流效应。 而电涡流效应又与金属涡流片的电阻率 ρ、 磁导率 μ、厚度、温度以及线圈与导体的距离 x 有关。当电涡流线圈、金属涡流片以及激励源确定 后, 并保持温度环境不变, 则阻抗输出置于距离 x 有关。 另外涡流效应与金属导体本身的电 阻率和磁导率有关,因此不同的导体材料就会有不同的性能。
图 3-1 电涡流传感器原理图
五、实验要求
了解差动变面积式电容传感器的原理及特性。 六、实验仪器设备
主机箱中的 ±15V
直流稳压电源、电压表、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测
微头、被测体(铁、铜、铝圆片) 。
七、预习要求
实验前学生必须自学有关仪器设备的使用方法及工作原理,明确实验内容及实验目的, 须持实验预习报告后,方可进入实验室进行实验。
八、实验步骤
1. 在电涡流实验模板上安装电涡流传感器:调节测微头的微分筒,使微分筒的 0刻度 与轴套上的 5mm 刻度值对准。按图 3-2进行安装,首先将测微头的安装套插入安装架的安 装孔内,再将被测体(铁、铜、铝圆片)套在测微头的测杆上;然后在支架上安装好电涡流 传感器;最后平移测微头安装套使被测体与传感器端面相帖并拧紧测微头的紧固螺钉。
图 3-2电涡流传感器安装示意图
2. 连线:首先将电涡流传感器实验模板的电源输入端与直流稳压电源的 +15V和地端相 连;输出端与电压表相连,电压表开关打到 20V 档;电涡流传感器的输出端分别与实验模 板的 1和 2端口相连。
3、检查接线无误后开启主机箱电源,记录电压表读数并列入表 3-1,然后逆时针调节 测微头微分筒,每隔 0.1mm 读一个数,直到输出的 V 0变化很小时为止。
表 3-1 被测体为铁片时的位移实验数据
4、依次将被测体换为铝片和铜片进行重复试验,并将数据填入表 3-2和 3-3中。
表 3-3 被测体为铜片时的位移实验数据
5. 根据表 3-1、 3-2和 3-3的实验数据在同一坐标上面画出 V — X 实验曲线进行比较。 实验完毕,关闭电源。
九、实验报告要求
1. 记录测微头移动时电压表的读数,并作出 V-X 曲线
2. 根据实验数据和曲线进行结果分析。
范文五：电涡流传感器位移特性实验
传 感 器 技 术
实验报告
实验序号： 实验二十三 系别： 电子通信工程系 班级： 电信****班 组别： 第七组 成员： ******* ****** 实验分析 ******* ***** 线路连接
******** ***** 数据记录 ******** ***** 撰写报告
2015年3月30日
实验二十三 电涡流传感器位移特性实验
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、基本原理：通以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，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。
三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模块、电涡流传感器、直流电源、数显单元（主控台电压表）、测微头、铁圆片。
四、实验步骤：
1、根据图8-1安装电涡流传感器。
2、观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。
3、将电涡流传感器输出线接入实验模块上标有Ti的插孔中，作为振荡器的一个元件。
接主控箱电源输出
接
主Vi 控
箱数地 显
表
图8-2 电涡流传感器位移实验接线图
4、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。 5、将实验模块输出端Vo与数显单元输入端Vi相接。数显表量程切换开关选
择电压20V档。
6、用连接导线从主控台接入+15V直流电源到模块上标有+15V的插孔中，同时主控台的“地”与实验模块的“地”相连。
7、使测微头与传感器线圈端部有机玻璃平面接触，开启主控箱电源开关（数显表读数能调到零的使接触时数显表读数为零且刚要开始变化），记下数显表读数，然后每隔0.2mm（或0.5mm）读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表8-1。
表8-1 电涡流传感器位移X与输出电压数据
8、根据表8-1数据，画出V-X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点，试计算量程为1mm、3mm、5mm时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。
量程为1mm的灵敏度可以通过公式y = 0.64ln(x) + 8.0079找到0.9和1.1处的值，取这两点的直线的斜率近似为1mm处的灵敏度。 直线公式为y = 4.197x – 1.75 即灵敏度为4.197
量程为3mm的灵敏度可以通过公式y = 0.64ln(x) + 8.0079找到2.9和3.1处的值，取这两点的直线的斜率近似为3mm处的灵敏度。 直线公式为y = 1.395x + 2.873 即灵敏度为1.395
量程为5mm的灵敏度可以通过公式y = 0.64ln(x) + 8.0079找到4.9和5.1处的值，取这两点的直线的斜率近似为5mm处的灵敏度。 直线公式为y = 0.845x + 4.972 即灵敏度为0.845
五、思考题：
1、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？
答：量程与线性度、灵敏度、初始值均有关系。如果需要测量±5mm的量程应使传感器在这个范围内线性度最好，灵敏度最高，这样才能保证的准确度。 2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据使用量程选用传感器？ 答：根据需要测量距离的大小，一般距离较大要求量程较大，且灵敏度要求不会太高，而且量程有正负；相反需要测量的距离较小，则对灵敏度要求较高，量程不需要太大，这样既能满足要求，同时又保证了测量的精确度。
六、实验总结
通过电涡流传感器位移特性实验，了解到电涡流传感器测量位移的工作原理和特性，同时对传感器课程的学习更加深入，做起实验来也更加的得心应手。
转载请注明出处范文大全网 » 电涡流传感器测量位移特性设计
