傳感器綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告黃金杯華中科技大學(xué)物理學(xué)院物理2011級01班學(xué)號：U201110156郵箱：2279526616@摘要：本實(shí)驗(yàn)通過對電渦流及電阻應(yīng)變片傳感器的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握電渦流傳感器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；通過實(shí)驗(yàn)了解不同材料對電渦流傳感器特性的影響；通過電渦流方法測量振幅、重量、電機(jī)轉(zhuǎn)速，掌握電渦流傳感器的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)；掌握電渦流傳感器的靜態(tài)標(biāo)定方法，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行電渦流傳感器的靜態(tài)標(biāo)定；了解金屬箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式；了解單臂直流電橋的工作原理和工作情況；比較單臂、半橋、全橋電路的性能；了解溫度變化對應(yīng)變測試系統(tǒng)的影響；了解交流激勵時(shí)應(yīng)變電橋的工作原理和工作情況。實(shí)驗(yàn)方法為使用電渦流傳感器與電阻應(yīng)變片傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：電渦流，電阻應(yīng)變片，傳感器，靜態(tài)標(biāo)定1、引言電渦流傳感器是一種性能優(yōu)越的非接觸式傳感器，被廣泛應(yīng)用于在線位移測量。電渦流傳感器具有非接觸、精度高、重復(fù)性好、線性范圍寬及信號數(shù)字化輸出等特點(diǎn)。近年來,由于對機(jī)械振動、無損探傷和連續(xù)監(jiān)測技術(shù)等方面的研究,使得電渦流傳感器的應(yīng)用愈來愈廣泛,對電渦流傳感器特性的研究也愈來愈受到重視。電阻應(yīng)變式傳感器以電阻應(yīng)變計(jì)為轉(zhuǎn)換元件的電阻式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器由彈性敏感元件、電阻應(yīng)變計(jì)、補(bǔ)償電阻和外殼組成，可根據(jù)具體測量要求設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)形式。彈性敏感元受到所測量的力而產(chǎn)生變形，并使附著其上的電阻應(yīng)變計(jì)一起變形。電阻應(yīng)變計(jì)再將變形轉(zhuǎn)為電阻值的變化，從而可以測量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。2、實(shí)驗(yàn)原理1）電渦流傳感器電渦流傳感器的探頭是一扁平線圈。在高頻信號激勵下,線圈產(chǎn)生高頻交變磁場。當(dāng)被測導(dǎo)體靠近線圈時(shí),導(dǎo)體表面產(chǎn)生與該磁場相交鏈的電渦流。由于電渦流的存在,導(dǎo)體內(nèi)存在渦流損耗和磁損耗,因而使探頭線圈的等效復(fù)阻抗值降低。值大小與被測體的電阻率、磁導(dǎo)率、激磁頻率及線圈至被測體表面之間的距離有關(guān),即：，當(dāng)給定時(shí),就是的單值函數(shù)。因而改變值,可使線圈的等效復(fù)阻抗值、品質(zhì)因數(shù)值及電感量值發(fā)生相應(yīng)變化，通過一定的測量線路把位移量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電量。2）電阻應(yīng)變片傳感器電阻應(yīng)變片傳感器工作原理是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，當(dāng)被測物理量作用于彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生變形，產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連應(yīng)變片，引起應(yīng)變片的電阻值變化，通過測量電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映被測量的大小。3、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法，材料，儀器和步驟見實(shí)驗(yàn)記錄及講義4、數(shù)據(jù)分析（1）電渦流傳感器的傳感特性和靜態(tài)標(biāo)定與被測材料對電渦流傳感器特性的影響1.1鐵片數(shù)據(jù)：用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪圖形為：其中的線性范圍為：（2.500，-4.86）至（4.000,-5.96）用線性函數(shù)擬合結(jié)果為：，相關(guān)系數(shù)為：，比較接近于1，具有較好的線性關(guān)系。靈敏度為：。最佳工作點(diǎn)為：（3.000.-5.28）。1.2銅片：數(shù)據(jù)：用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪圖形為：其中的線性范圍為：（7.750，-7.06）至（10.250,-7.21）用線性函數(shù)擬合結(jié)果為：，相關(guān)系數(shù)為：，比較接近于1，具有較好的線性關(guān)系。靈敏度為：。最佳工作點(diǎn)為：（8.500.-7.12）。1.3鋁片數(shù)據(jù)：用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪圖形為：其中的線性范圍為：（6.750，-7.25）至（8.750,-7.33）用線性函數(shù)擬合結(jié)果為：，相關(guān)系數(shù)為：，等于1，具有非常好的線性關(guān)系。靈敏度為：。最佳工作點(diǎn)為：（7.750.-7.29）。2.結(jié)論對于不同被測材料，電渦流傳感器的靈敏度、線性范圍都不相同，必須分別進(jìn)行標(biāo)定。而且電渦流傳感器在位移較小時(shí)線性度較差，只有位移達(dá)到一定程度時(shí)，電渦流傳感器才具有較好的線性性。（2）電渦流傳感器的振幅測量參考文獻(xiàn)[1]江蘇師范學(xué)院物理系.普通物理實(shí)驗(yàn)