实验八电涡流式传感器的应用
(一)电涡流式传感器的静态标定
一、实验目的
了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。

二、实验原理
电涡流传感器由平面线圈和框架组成，它和被测体两部分组成测试系统。

当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导频率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关，当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关，将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。

三、所需部件
1电涡流传感器
2金属涡流片
3电涡流变换器
4测微头
5示波器
6电压表
四、实验电路
五、实验步骤及内容
1安装好电涡流线圈和金属涡流片，注意两者必须保持平行。

安装好测微头，将电涡流线圈接入涡流变换器输入端。

涡流变换器输出端接电压表20V档。

差放增益适中。

2开启仪器电源，用测微头将电涡流线圈与涡流片分开一定距离，此时输出端有一电压值输出。

用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形，信号频率约为1MHz。

3用测微头带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片，此时涡流变换器输出电压为零，涡流变换器中的振荡电路停振。

然后调节WD使电压表的读数为零。

4旋动测微头使平面线圈离开金属涡流片，电压表开始有读数，每位移0.5mm 记录一个读数，并用示波器观察变换器的高频振荡波形。

将对应的输出电压V的读数填入下表，作出V-X曲线，求出灵敏度。

当涡流变换器接入电涡流线圈处于工作状态时，接入示波器会影响线圈的阻抗，使变换器的输出电压减小。

或是使传感器在初始状态有一死区。

(二)电涡流传感器的振幅测量及其电机转速测试
一、实验目的
1通过实验掌握用电涡传感器测量振幅和电机转速的原理和方法。

2了解电涡流式传感器的实际应用。

二、实验所需部件
1电涡流传感器
2涡流变换器
3直流稳压电源（±4V）
4电桥
5差动放大器
6示波器
7激振器
8低频振荡器
9测速电机及转盘
10电压/频率表
三、实验原理
1 电涡流传感器振动测量的原理：由于振动，使平面线圈与被测体的相对距离
发生周期性的变化，引起被测体上的涡流量发生周期性的变化，导致线圈的阻抗发生周期性的变化，经过涡流变换器使之转换成周期性的电压变化。

2 电涡流传感器测量电机转速的原理：由于电机作周期性的转动，使平面线圈
与电机转盘的相对位置发生周期性的变化，引起电机转盘上产生的涡流量发生周期性的变化，导致线圈的阻抗发生周期性的变化，经过涡流变换器使之转化为周期性的电压变化。

我们只要测出周期性电压变化信号的频率，就可以知道电机的转速。

其转速大小等于输出信号的频率除以电机转盘的个数（单位是转/秒）。

四、实验电路
五、实验步骤及内容
（一）振幅测量
1 按图接线，将平面线圈安装在电涡流片的上方的最佳位置，使之组成一
个测试系统。

差动放大器在这里仅作为一个电平移动电路，增益置最小（1倍）。

2 接通激振器I，调节低频振荡器频率，使其在14～26Hz范围内变化，用
示波器观察涡流变换器输出波形，记下Vp-p值。

（振动频率可以用电压/频率表的2KHz档来监测）
3
4 可同时用双线示波器另一通道观察涡流变换器输入端的调幅波。

5 变化低频振荡器频率和幅值，提高振动圆盘振幅，用示波器可以看到变
换器输出波形有失真现象，这说明电涡流式传感器的振幅测量荡围是很小的。

（二）电机转速测试
1将电涡流线圈支架转一角度，安装于电机及转盘上方，线圈与转盘面平行，在不碰擦的情况下相距越近越好。

2电涡流线圈与涡流变换器相接，涡流变换器输出端接示波器，开启电机开关，调节转速，调整平面线圈在转盘上方的位置，用示波器观察，使
变换器输出的脉动波较为对称。

3将电机的转速调至最大，用示波器测出脉动波形的周期T=（），由此可知其频率f=（），那么转速n=（）r/s。

4仔细观察示波器中两相邻波形的峰值是否一样，如有差异则说明线圈与转盘面或是不平行，或是电机有振动现象。

5将电压/频率表2KHz档接入涡流变换器输出端读取得脉动波形值，并与示波器读取的频率作比较。

转盘的转速=脉动波形的频率÷2（单位是转
/秒）。