传感器与自动检测技术实验指导书
实验七 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、测微头、铁圆片。
四、实验步骤：
被测体 电涡流传感器 模块 测量架 测微头
图8-1 电涡流传感器安装示意图 1、根据图8-1安装电涡流传感器。
接主控箱电源输出
+15V
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
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（传感器屏蔽层接地）。
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。
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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。
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（参考测量间隔）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
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）。
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，如何根据使用量程选用传感器？
实验八 被测体材质对电涡流传感器的
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：涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。
三、需用器件与单元：除与实验二十四相同外，另加铜和铝的被测体小圆片。 四、实验步骤：
1、传感器安装与实验二十四相同。 2、将原铁圆片换成铝和铜圆片。
3、重复实验二十四步骤，进行被测体为铝圆片和铜圆片时的位移特性测试，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） 红河学院工学院自动化系 第 12 页 共 22 页
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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（线性度）。 5、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：
当被测体为非金属材料时，如何利用电涡流传感器进行测试？
实验九 光纤传感器的位移特性实验
一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
二、基本原理：本实验采用的是导光型多模光纤，它由两束光纤混合组成Y型光纤，探头为半圆分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端，即探头，它与被测体相距X，由光源发出的光通过光纤传到端部射出后再经被测体反射回来，由另一束光纤接收反射光信号再由光电转换器转换成电压量，而光电转换器转换的电压量大小与间距X有关，因此可用于测量位移。
三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模块、数显单元、测微头、±15V直流源、反射面。
四、实验步骤：
1、根据图9-1安装光纤位移传感器，两束光纤插入实验板上的光电变换座孔上。其内部已和发光管D及光电转换管T相接。
光纤位移传感器 反射面 模块 测量架 测微头
光电变换座 图9-1 光纤传感器安装示意图
2、将光纤实验模块输出端Vo1与数显单元相连，见图9-2。
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接主控箱电源输出
接Vi 主控箱数地 显
表 图9-2 光纤传感器位移实验模块
3、调节测微头，使探头与反射平板轻微接触。
4、实验模块接入±15V电源，合上主控箱电源开关，将Rw1旋转到中间位置，调节Rw2使数显表显示为零。
5、旋转测微头，被测体离开探头，每隔0.1mm(参考测量间隔)读出数显表值，将其填入表9-1。
表9-1 光纤位移传感器输出电压与位移数据
X（mm） V（v） 6、根据表9-1的数据，分析光纤位移传感器的位移特性，计算在量程1mm时的灵敏度和非线性误差。
五、思考题：
光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？
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实验十 Cu50温度传感器的温度特性实验
一、实验目的：了解Cu50温度传感器的特性与应用。
二、基本原理：在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，一般采用铜电阻，可用来测量-50oC~+150oC的温度。铜电阻有下列优点：
1）在上述温度范围内，铜的电阻与温度呈线性关系 Rt = R0(1+at)
2）电阻温度系数高，a = 4.25~4.28×10-3/ oC 3）容易提纯，价格便宜
三、需用器件与单元：加热源、K型热电偶、Cu50热电阻、温度源、温度传感器实验模块、数显单元、万用表。
四、实验步骤：
1、将温度源模块上的220V电源插头插入主控箱面板温度控制系统中的加热输出插座上。 2、同时温度源中“冷却输入”与主控箱中“冷却开关”连接，同时“风机电源”和主控箱中“+2-+24V”电源输出连接（此时电源旋钮打到最大值位置），同时打开温度源开关。
3、注意：首先根据温控仪表型号，仔细阅读“温控仪表操作说明”，（见附录一）学会基本参数设定（出厂时已设定完毕）。
4、选择控制方式为内控方式，将热电偶插入温度加热源的一个传感器安置孔中。再将K型（对应温度控制仪表中参数Sn为0，或E型Sn为4）热电偶自由端引线插入主控箱上的传感器插孔中，红线为正极。它们的热电势值不同，从热电偶分度表中可以判别K性和E型（E型热电势大）热电偶。
接主控箱电源输出
2V
Cu50
接Vi 主
控箱数显地 表
图11-1 热电阻测温特性实验
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