新版本传感器实验指导书(6)

湖南生物机电职业技术学院 自动检测实验指导书

实验十三 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、不锈钢涡流反射面、电涡流变换器、测微头、数显F/V表 三、实验原理

通过高频电流的线圈产生磁场（高频电流产生电路可参照图13-1），当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，从而使线圈两端电压发生变化。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。

图13-1 电涡流变换器原理图

四、实验内容与步骤

1． 按图13-2安装电涡流传感器。

图13-2 电涡流传感器安装示意图

2． 将千分尺下移，使其与托盘接触，电涡流传感器移至的被测体（椭圆形不锈钢）上方使其平贴，并锁紧。

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图13-3 电涡流传感器接线图a

变换器 差放 示波器 电涡流传感器 WD －10V 图13-3 电涡流传感器接线图b

－ ＋ 3． 按图13-3，将底面板上电涡流传感器连接到涡流变换器上标有“变换器输出端接F/V表（选择V，20V档）。

”的两端，涡流

4． 打开实验台直流电源开关，记下直流电压表读数，调节千分尺使其向下移动，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入下表13-1。 X（mm） UO(V) 五、实验报告

根据表13-1数据，画出U－X曲线，根据曲线找出线性区域，并计算量程为1mm、3 mm及5mm时的系统灵敏度和线性度（可以用端点法或其它拟合直线）。

表13-1

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实验十四 光纤传感器位移特性实验

一、实验目的

了解反射式光纤位移传感器的原理与应用。 二、实验仪器

Y型光纤传感器、测微头、反射面、差动放大器、电压放大器、F/V表 三、实验原理

反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。其原理如图14-1所示，光纤采用Ｙ型结构，两束光纤一端合并在一起组成光纤探头，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤。光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射面，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接收到的光源与反射体表面的性质及反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。显然，当光纤探头紧贴反射面时，接收器接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位移范围内）等优点，可在小位移范围内进行高速位移检测。

图14-1 反射式光纤位移传感器原理 图14-2 光纤位移传感器安装示意图

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△X 光源光纤 X 反射体位移0 1 2 3 4 5 6 7 mm

输出电压（V） 接收光纤

湖南生物机电职业技术学院 自动检测实验指导书 四、实验内容与步骤

1． 将千分尺下移，使其与托盘相接触，光纤传感器的安装如图14-2所示，Y型光纤结合处已安装在传感器固定支架上，光纤分叉两端插入“光纤插座”中。探头对准不锈钢反射板（椭圆形反射面）。按图14-3接线，电压放大器的输出接F/V表，并打至“V”档。

2． 调节光纤传感器的高度，使反射面与光纤探头端面紧密接触，固定光纤传感器。 3． 将“差动变压器”与“电压放大器”的增益调节旋钮调到中间位置。打开直流电源开关。 4． 将“电压放大器”输出端接到F/V表（V，20V档），仔细调节调零电位器使F/V表显示为零。

5． 旋动测微头，使反射面与光纤探头端面距离增大，每隔０.1ｍｍ读出一次输出电压Ｕ值， 填入下表14-1 X（mm） Uo(V)

图14-3 光纤位移传感器接线图

五、实验报告

根据所得的实验数据，确定光纤位移传感器大致的线性范围。

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实验十五 光电转速传感器的转速测量实验

一、实验目的

了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。 二、实验仪器

转动源、反射式光电传感器、直流稳压电源、频率/转速表、示波器 三、实验原理

光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有1个透射孔，转动时将获得与转速有关的脉冲，用示波器观察频率即可得到转速值。 四、实验内容与步骤

1．如图15-1所示，光电传感器已经安装在转动源上，将“2~20V直流稳压电源”调至最低并接至“转动源输入”。将+5V电源接到底面板上转动源传感器输出部分，Uo为“光电”输出端，将Uo与接地端分别接示波器。

2．打开直流电源开关，调节2~20V直流稳压电源驱动转动源，用不同的电压驱动转动源，待转速稳定后记录相应的转速（稳定时间约1分钟），填入下表，同时可通过示波器观察光电传感器的输出波形。

图15-1 光电测转速安装示意图 驱动电压V(V) 转速n(rpm) 五、实验报告

+6V +7V +10V +10V +11V +16V +13V +20V 根据测的驱动电压和转速，作V-n曲线。

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