量车床的床身振动。
实验二十三 压电式传感器振动测量实验
一、实验目的：了解压电传感器测量振动的原理和方法。
二、基本原理：压电式传感器由惯性质量块和受压的压电陶瓷片等组成
（观察实验用压电加速度计结构）。工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质 量块便有正比于加速度的交变力作用在压电陶瓷片上，由于压电效应，压电陶瓷 片上产生正比于运动加速度的表面电荷，经电荷放大器转换成电压，即可测量物 体的运动加速度。
三、需用器件与单元：振动台（2000型）或振动测量控制仪（9000型）、压电传 感器、检波/移相/低通滤波器模板、压电式传感器实验模板、双线示波器。 四、实验步骤：
1、将压电传感器吸装在振动台面上。
2、将低频振荡器信号接入到振动源的低频输入插孔（2000型）。
3、将压电传感器两输出端插入压电传感器实验模板的两输入端，见图7-1，
屏蔽层接地。将压电传感器实验模板电路输出端V01（如增益不够大则V01接入IC2, V02接入低通滤波器）接入低通滤波器输入端VI，低通滤波器输出V0与示波器相连。 4、合上主控箱电源开关，调节Rw使低通滤波器输出Vo为零。调节低频振荡器的
频率及幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。
5、改变低频振荡器频率，观察输出波形变化，比较一下频率不同时的输出有 什么不同？
6、用示波器的两个通道同时观察低通滤波器输入端和输出端波形，试比较一 下有什么区别？低通滤波器的作用是什么？
7、比较一下低通滤波器的输出信号与低频振荡器的输出信号的相位有什么不 同？
实验二十四 电涡流传感器位移实验
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会产生高频磁场，当有导体接近该磁
场时，会在导体表面产生涡流效应，而涡流效应的强弱与该导体与线圈的距离有关， 因此通过检测涡流效应的强弱即可以进行位移测量。
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８－１安装电涡流传感器。
2、观察传感器结构，这是一个扁平的多层线圈，两端用单芯屏蔽线引出。
３、将电涡流传感器输出插头接入实验模板上相应的传感器输入插口，传感器作为由晶体管T1组成振荡器的一个电感元件。
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V0与数显单元输入端Vi相接。数显电压表量程置20V档。 ６、用连接导线从主控箱接入＋15V直流电源到模板上标有+15V的插孔中。 ７、移动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，旋转测微头每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止，将结果填入表8-1。 表8-1：电涡流传感器位移与输出电压数据 X(mm) V(v)
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选择位移测量时 的最佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和非线性误差（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±3mm的量程应如 何设计传感器处理电路？
2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程选用传感器。
实验二十五 被测体材质对电涡流传感器特性影响实验
一、实验目的：了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。
二、基本原理：影响涡流效应的强弱除了上面提及的因素外，与金属导体 本身的电阻率和磁导率也有关系，因此不同的材料就会有不同的涡流效应，从而改 变电涡流传感器的测量性能。
三、需用器件与单元：与实验二十四相同，另加铜和铝的被测体圆盘。 四、实验步骤：
1、传感器安装与实验二十四相同。 2、将原铁圆片换成铝或铜圆片。
3、重复实验二十四步骤将被测体为铝圆片和铜圆片时的位移特性，分别记入 表8-2和表8-3。
表8-2：被测体为铝圆片时的位移与输出电压数据
X(mm)V(v)
表8-3：被测体为铜圆片时的位移与输出电压数据 X(mm)V(v)
4、根据表8-2和表8-3分别计算量程为1mm和３mm时的灵敏度和非线性 误差。
5、分别比较实验二十四和本实验所得的结果，并进行小结。 五、思考题：
若被测体为非金属材料，是否可利用电涡流传感器进行位移测试？
实验二十六 被测体面积大小对电涡流
传感器的特性影响实验
一、实验目的：了解电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的 形状和尺寸有关。
二、基本原理：电涡流传感器在实际应用中，由于被测体的距离、材料不同 会导致被测体表面涡流效应的不同（减弱甚至不产生涡流效应），而被测体面积的
大小也会影响电涡流传感器的位移测量特性，所以在实际测量中，往往必须针对具 体的被测体面积进行静态特性标定。
三、需用器件与单元：直流电源、电涡流传感器、测微头、电涡流传感器 实验模板、不同面积的铝被测体。 四、实验步骤：
1、传感器安装见实验二十四图（8-1）。
2、按照实验二十四图（8-2）要求连接好测量线路。
3、在测微头上分别装上两种不同的被测铝（小圆盘、小圆柱体），重复位移特 性实验，分别将实验数据记入表8-5。 表8-5：不同尺寸时的被测体实验数据
X(mm)被测体１被测体２
4、根据表8-5数据计算二种被测体1号、2号的灵敏度、并说明理由。 五、思考题：
现有一个直径为10mm的电涡流传感器，需对一个轴径为8mm的转动轴的振动进行测量，试说明具体的测试方法与操作步骤。
实验二十七 电涡流传感器测量振动实验
一、实验目的：了解电涡流传感器测量振动的原理与方法。
二、基本原理：根据电涡流传感器的位移特性，选择合适的线性工作点，可 进行振动测量。
三、需用器件与单元：电涡流传感实验模板、电涡流传感器、振动台（2000 型）或振动测量控制仪（9000型）、直流电源、移相/检波/滤波模块、数显单元、测 微头、示波器。 四、实验步骤：
1、参考实验十三图3-5安装电涡流传感器。注意传感器端面与被测体振动台 面（铝材料）之间的安装距离为线性区域的中点（利用实验二十五中铝材料线性范 围）。将电涡流传感器输出插头插入实验模板相应的插孔中，接入+15V电源，实验 模板输出端接示波器Y1通道并与低通滤波器Vi端相联，低通滤波器输出Vo接示波 器Y2通道。
2、将主控台上的低频信号接入振动台，振荡频率设置在6～12HZ之间。
3、低频振荡器幅度旋钮初始为零，慢慢增大幅度，使振动台面振动但不能与 传感器端面碰撞。 4、用示波器观察电涡流实验模板输出端波形（Y1），和低通滤波器输出波形（Y2）， 调节传感器安装支架高度，读取正弦波失真最小时的Y2电压峰－峰值。
5、保持振动台的振动频率幅度不变，改变振动频率测出不同频率下相应的 传感器输出电压峰－峰值。 五、思考题：
1、电涡流传感器动态响应好可以测高频振动，电涡流传感器高频测量的上 限受什么限制？
2、有一个振动频率为10K的被测体需要测其振动参数，你是选用压电式传感 器还是电涡流传感器或认为两者均可？
3、能否用本系统数显电压表或频率表，显示振动参数？如何实现？
实验二十八 电涡流传感器的应用―电子秤实验
一、实验目的：了解电涡流传感器用于称重的原理与方法。
二、基本原理：利用电涡流传感器位移特性和振动台加载时产生的线性位移，可以组合成一个称重测量系统。
三、需用器件与单元：电涡流传感器、电涡流传感器实验模板、直流电源、 数显表单元、振动台（2000型）或振动测量控制仪（9000型）、砝码。 四、实验步骤：
1、传感器安装与实验二十七相同。
2、利用实验二十五中铝材料的线性范围，调节传感器安装支架高度，使振动 台面与探头之间距离为线性区域的起点，并且使探头尽量远离振动台的中心磁钢， 将线性段距离最近的一点作为重量的零点，记下此时数显电压表读数。
3、在振动台上逐一加上砝码从20g起到200g，再逐一取下（砝码应尽量远离 传感器），分别读取数显表读数，并记入表8-4。 表８－４：电涡流传感器称重时的电压与重量数据
Ｗ(g)V(v)
4、根据表8-4，计算出的该称重系统的灵敏度Ｓ、注意比较一下加载与卸载 的数据，即可知道梁的重复性能。
5、在振动台面上放置一未知物记下数显表读数。
6、根据表8-4的结果，计算一下未知物重量，注：测量中的准确度与传感器 的安装位置有很大的关系。 五、思考题：
称重系统常用的原理有杠杆平衡、弹性元件的应力变化、弹性元件的变形量， 还有利用其它原理的称重系统吗？
实验二十九 电涡流转速传感器*
一、实验目的：了解电涡流传感器测转速的原理与组成。
二、基本原理：利用电涡流传感器的位移特性，当被测旋转体的端面或径
向有明显的位移变化（齿轮，凸台）时，就可以得到相应的电压变化量，配上相应电 路就可测量转速。本实验请实验人员自己利用电涡流传感器和转动源、数显单元 组建。
实验三十 光纤传感器的位移特性实验