测试技术实验报告.pdf

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1、测试技术实验报告 题目 测试技术验 班级 机自 1103 班 姓名 孟齐志 学号 41140086 北京科技大学 2014 年 05 月 31 日 1 目目 录录 实验一 电阻应变式传感器应用 . 1 实验二 悬臂梁动态参数测试 . 8 实验三 电涡流传感器测量位移实验 .13 实验四 磁电式传感器测转速实验 .25 1 实验一实验一 电阻应变式传感器应用电阻应变式传感器应用 一、实验目的与要求一、实验目的与要求 1.了解布片组桥方法 2.掌握传感器静态标定方法 3.掌握直流放大器的应用方法 4.掌握对传感器进行精度分析的方法 5.学会利用应变式传感器称重 二、二、实验仪器及装置实验仪器及装置

2、 1万用表 2直流放大器（带供桥稳压电源） 3悬臂梁实验台 4. 砝码 5. 被称重试件 三、三、实验内容实验内容 1.标定实验标定实验 1)布片组桥布片组桥：利用悬臂梁实验台，将粘贴在等强度梁上的应变片，按照一定的规则 组桥(如图所示)。 A C B D U0 Uy R1 R2 R4 R3 I1 I2 2 2)接线接线：传感器全桥的供电端 Uo 及输出端 Uy 与直流放大器的输入电缆相接，直 流放大器的输入电缆为四芯屏蔽电缆，其中两芯为供桥电源（10V） ，另外两芯传 输电桥输出电压；直流放大器的输出电缆与万用表相接，万用表的档位拨到直流 2V 档或 20V 档。 3)加载加载：在等强度应变

3、梁悬臂端的加载挂架处用砝码进行加载，每次 0.5kg，由小 到大逐点递增,在加载的过程中记录砝码的重量与桥路（直流放大器）的电压输 出信号。 4)卸载卸载： 将输入量由大到小逐点递减， 同时记录在卸载过程中砝码的重量与桥路 （直 流放大器）的电压输出信号。 5)重复重复加载、卸载 3 次，将所得输出输入测试数据记录在下表。 表表 1-1 传感器标定实验记录传感器标定实验记录 载荷 P(kg) 输出电压 U（V） 平均值 （V） U=f(P) （V） 第一次 第二次 第三次 0 2.147 2.154 2.141 2.147 2.147 0.5 2.403 2.401 2.397 2.400 2

4、.397 1.0 2.650 2.651 2.647 2.649 2.648 1.5 2.905 2.900 2.898 2.901 2.898 2.0 3.155 3.147 3.142 3.148 3.148 1.5 2.902 2.898 2.893 2.898 2.898 1.0 2.647 2.650 2.641 2.646 2.648 0.5 2.398 2.396 2.393 2.396 2.397 0 2.150 2.146 2.144 2.147 2.147 3 6)画出标定曲线： 00.511.52 0 1 2 3 4 5 传 感 器 标 定 曲 线 加 载 的 重 量 （

5、 Kg） 传感器输出信号（V） 7）数据处理。根据标定曲线确定传感器灵敏度、线性度、迟滞、重复性。 7.1 传感器灵敏度 传感器灵敏度即当被测量x有一个变化量x，引起传感器的输出发生相应的变 化量y，则定义灵敏度 g S为 g y S x 对于标定曲线非常接近直线的传感器来说，灵敏度就是拟合直线的斜率。 故传感器灵敏度： 3.142.17 0.5005 (/) 2.00 g SVKg 4 7.2 传感器线性度 载荷 P(kg) 平均值 （V） U=f(P) （V） 最大线性 误差 m L （V） 0 2.147 2.147 0 0.5 2.400 2.397 0.003 1.0 2.649 2

6、.648 0.001 1.5 2.901 2.898 0.003 2.0 3.148 3.148 0 1.5 2.898 2.898 0 1.0 2.646 2.648 0.002 0.5 2.396 2.397 0.001 0 2.147 2.147 0 传感器线性度一般用最大线性误差与满量程输出值的比值来表示： 其中最大线性误差 m L通过观察标定数据的平均值与端基法直线的最大偏差来 确定。即 m max0.003 ( )LUUV由此可得 0.003 100%100%0.3%. . 3.1482.147 m FS L F S y 线性度 5 7.3 传感器（回程误差） 载荷 P(kg) 输

7、出电压 U（V） 去程平均 值（V） 回程平均 值（V） 回程差h 第一次 第二次 第三次 0 2.147 2.154 2.141 2.147 2.147 0 0.5 2.403 2.401 2.397 2.400 2.396 0.004 1.0 2.650 2.651 2.647 2.649 2.646 0.003 1.5 2.905 2.900 2.898 2.901 2.898 0.003 2.0 3.155 3.147 3.142 3.148 3.148 0 传感器迟滞一般用与满量程输出值的比值来表示： 其中加载与卸载的最大输出差值h通过观察去程与回程平均值之差来确定。即 2010 m

8、axmax|0.003 ( )hyyUUV 回程去程 由此可得 0.003 100%100%0.3%. . 3.1482.147 FS h F S y 迟滞 6 7.4 传感器重复性 载荷 P(kg) 输出电压 U（V） 输出偏差 m R 第一次 第二次 第三次 0 2.147 2.154 2.141 0.013 0.5 2.403 2.401 2.397 0.006 1.0 2.650 2.651 2.647 0.004 1.5 2.905 2.900 2.898 0.007 2.0 3.155 3.147 3.142 0.013 1.5 2.902 2.898 2.893 0.005 1.

9、0 2.647 2.650 2.641 0.009 0.5 2.398 2.396 2.393 0.005 0 2.150 2.146 2.144 0.006 传感器重复度用同一组输出量值相互偏差的最大值与满量程输出值之比来表示： 其中偏离的差值的最大值 m R通过同一被测量值所对应的多次测量得到一组输出量 值相互偏离的最大差值来确定。 即 m2010 maxmax0.003 ( ) ij LyyUUV由此可得 0.013 100%100%1.3%. . 3.1482.147 m FS R F S y 重复度 7 2 2称重实验称重实验 试利用已标定的应变式传感器称出所给被称重试件的重量。具体

10、要求： 1)把被称重试件放在传感器的加载挂架上，记录直流放大器输出的电压值； 实验最后， 本组成员将被称重试件放在传感器的加载挂架上记录直流放大器输出 电压为： = 2.391UV 输出 （ ） 2)根据标定数据得到“输出电压值与被称重量”的关系式，利用该关系式确定被 称重试件的重量。 由数据处理结果知标定曲线： 0.50052.147Uf PP 知： (2.147)0.5005PF UU 代入 = 2.391UV 输出 （ ） 得， (2.391 2.147)0.50050.488PF UKg 8 实验二实验二 悬臂梁动态参数测试悬臂梁动态参数测试 一、实验目的一、实验目的 本实验主要目的是

11、培养同学面对实际测试任务， 自己独立实施实验的能力。 要求 同学综合运用已学知识，构思自己的实验方案如何组成测试系统；选用哪些测试 仪器及设备；在该系统中起何作用? 二、二、实验要求实验要求 1测试悬臂梁的动态参数； 2掌握传感器、激振器等常用振动测试设备的使用方法； 3了解振动测试的基本方法和系统构成。 三、实验仪器三、实验仪器( (参考参考) ) 1功率放大器 2激振器 3信号发生器 4加速度传感器 5电荷放大器 四、实验任务四、实验任务 现有一根钢板，长 L=40cm，厚 b=O.5cm，宽 c=5cm，用它做成插入端悬臂梁(如 图所示)。 9 外伸臂长可调节成三种长度： Ll=28cm

12、 L2=24cm L3=20cm 1. 试计算三种长度下悬臂梁的一阶固有频率 0 f 试件原始数据的量测与计算 表表 2 2- -1 1 原始数据表原始数据表 梁的几何尺 寸 (cm) 材料性能 L b c a E Io 40 0.5 5 1.875 62 2.1 10/kgfcm 24 5.2 10 cm 522 1.99 10/kgf scm 2. 试设计一个测试系统，用实验的方法实测这三种长度下悬臂梁的一阶固有频 率 0 f ，将实验结果填入表 2-2 与理论值对比（理论值计算参见本章附录） ，具体要求 如下： 1） 拟定实验的原理方法； 本实验对试件施加一个稳定的单一频率的正弦激振力，

13、在试件达到稳定状态后， 测定振动响应与正弦信号的幅值比，幅值比最大则说明系统发生共振，此时激励频率 近似等于系统固有频率。 （示意如下图所示） 为了测得整个频率范围内的频率响应，必须近似无级地改变正弦激振力的频率， 这一过程称为频率扫描。频率扫描可以用手动或自动方式实现。在扫描过程中，必须 采用足够缓慢的扫描速度，以保证测试、分析仪器有足够的响应时间和使被测试件能 够处于稳态振动状态。 当被测试件处于稳态振动状态后肉眼观察幅值之间的相对大小， 观察不同频率下 10 幅值的最大值并记录此时的激励力频率，即为系统固有频率。 2） 画出所设计的测试系统框图； 由实验原理知本实验测试系统框图如下： 3

14、）写出在该测试系统中选用的测试仪器及设备的名称、作用及工作原理； 1信号发生器 ：产生频率为 20Hz200kHz 的正弦信号（低频） 。 2功率放大器 ：对信号进行功率放大。 3激振器 ：附加于机械设备上利用机械振动在机械和设备上产生激励力。 4压电式加速度计：利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受振时， 质量块加在压电元件上的力也随之变化。 当被测振动频率远低于加速度计的固有频率 时，则力的变化与被测加速度成正比。 5.电荷放大器：电荷放大器由电荷变换级、适调级、低通滤波器、高通滤波器、 末级功放、电源几部分组成，可以实现将微弱电荷信号放大输出的作用。 6.示波器：示波器能把肉眼看

15、不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究 各种电现象的变化过程。 工作原理是利用显示在示波器上的波形幅度的相对大小来反 映加在示波器 Y 偏转极板上的电压最大值的相对大小， 从而反映出电磁感应中所产生 的交变电动势的最大值的大小。 4）使用这些仪器及设备应注意哪些问题? 1.激振器顶杆应在红线内； 2.改变 L 时，需将激振器先松开； 3.功率放大器指针偏置不要过大（本实验小于 3 即可） ； 4 实验结束后将功率放大器“增益调节”调至最小。 除此处特别强调外，其他设备均应按照相关使用说明进行使用。 11 五、实验数据处理与分析五、实验数据处理与分析 1.实验与理论结果对比,分析误差原因

16、填写理论值与实验值比较表 表表 2 2- -2 2 理论值与实验值比较表理论值与实验值比较表 频率（Hz） 长度(cm) L2=24 L3=28 理论值 103.52 71.89 52.82 实际值 82.200 52.990 43.590 利用相对测量误差公式： 0 0 0 100% f ff f 测 进行数据处理如下： 当 L1=20cm 时， 0 0 0 82.200 103.52 100%100%20.6% 103.52 f ff f 测 当 L1=24cm 时， 0 0 0 52.99071.89 100%100%26.3% 71.89 f ff f 测 当 L1=20cm 时， 0

17、 0 0 43.59052.82 100%100%17.5% 52.82 f ff f 测 误差分析： 1.实验结果显示，本实验存在着较大的误差，通过以上三组误差的对比发现，其 均在 20%附近变动，由此可判断主要误差为系统误差。究其原因可能是实验室测试设 备的精度受限，从测试技术考虑的话也可能系统本身精度很高，但因为长时间未重新 标定而导致示值上较大的误差出现。 2.本实验相对误差虽然在 20%附近浮动，但误差与误差之间也有一定的差距，如 L1=20cm 和当 L1=24cm 就相差近 6%，我认为在实验过程中有以下原因可以导致：1） 钢板尺测量距离后要固定钢板，在这一过渡期可能导致了钢板自

18、由端长度的变化。2） 在接近系统固有频率时，系统响应幅值最大，但由于人眼视差不一定能够准确判断最 大值，从而导致了频率的判断误差。 12 2实验中所遇问题的讨论 1）初步确定实验方案后，我们小组遇到的第一个问题就是以什么形式的激励力 去激励钢板振动。最后联系自动控制理论与机械振动课程相关知识做出对比分析，发 现用正弦信号做激励力作用于系统可以通过系统的频率特性反应给输出的也是正弦 信号，因此便于该信号的显像与对比，最终发现该实验确实原则了正弦信号作为激励 力。 2） 可不可以运用所学知识对连续体各阶固有频率进行试验测定？简单 的讨论之后发现这个问题已经超出我们当前的知识范围了， 所以有些困难，

19、 通过课后查阅相关文献后我们发现仍然可以用共振法对悬臂梁的各阶固有 频率进行测定。但原理比一阶固有频率复杂，其中主要涉及到频率方程的 构造。 附录附录 插入端悬臂梁固有频率 0 f的计算: 0 2 2 0 2 EI L a f （2-1） 式中：a振型常数，一阶振型时 a=1.875 L悬臂梁外伸长度(cm)； E梁的弹性模量(kgfcm 2)； Io梁的截面惯性矩（cm 4） ； 单位长度的质量(kgfs 2/ cm2)。 梁的尺寸为：b=0.5cm c=5cm L 可调 横截面积为：bc 设 L=40cm 而 E=2.1 6 10kgf/cm 2 424 33 0 102 . 5052.

20、0 12 )5 . 0(5 12 cmcm cb I cmkgcmcmgcb v /105 .19)(55 . 0)/(8 . 7. 323 13 式中 v 为梁的单位体积质量，将 kg 化为工程质量单位： mskgfkg/ 8 . 9 1 1 2 225 2 3 /1099. 1 1 10 8 . 9 5 .19 cmskgf cmm skgf 将各数值代入公式(2-1)中 Hzf88.25 2 5 .162 1099. 1 102 . 5101 . 2 )40(2 )875. 1 ( 5 26 2 2 0 实验三实验三 电涡流传感器测量位移实验电涡流传感器测量位移实验 一、一、 实验目的实

21、验目的： 1. 了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 2. 了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。 3. 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。 二二、实验实验原理原理：通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根 据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，并呈旋涡状，故 称为涡流。涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线 圈与金属体表面的距离等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从 而改变激磁线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。电涡流工作在非接 触状态(线圈与金属体表面不接

22、触)，当线圈与金属体表面的距离以外的所有参数一 定时可以进行位移测量。 三、三、实验实验器件与单元器件与单元：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、被测体（铁质圆片，铝质圆片，铜质圆片，铝质圆柱） 。 四、四、实验步骤实验步骤 1根据图 3-1 安装电涡流传感器。 14 图 81 电涡流传感器安装示意图图 图图 3-1 电涡流传感器安装示意图电涡流传感器安装示意图 图图 3-2 实验装置原理图实验装置原理图 2观察传感器结构，这是一个平绕线圈。 3将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有 L 的两端插孔中，作为振荡器的一 个元件。 4在测微头端部装上铁质金属圆片，作为

23、电涡流传感器的被测体。 5将实验模板输出端 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。 6用连接导线从主控台接入 15V 直流电源，接到模板上标有15V 的插孔中。 15 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 0.5mm 读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表 3-1。 表表 3-1 被测体为铁质圆片时的位移与输出电压数据被测体为铁质圆片时的位移与输出电压数据 X（mm） 4.56 0 5.06 0 5.56 0 6.06 0 6.56 0 7.06 0 7.56 0 8.06 0 8.56 0 9.06 0 V

24、(v) 0.01 0.49 1.06 1.71 2.42 3.17 3.95 4.73 5.48 6.19 X（mm） 9.56 0 10.0 60 10.5 60 11.0 60 11.5 60 12.0 60 12.5 60 13.0 60 13.5 60 14.0 60 V(v) 6.83 7.42 7.93 8.39 8.79 9.14 9.44 9.70 9.92 10.1 1 8 根据表 3-1 数据， 画出 VX 曲线， 试计算量程为 3mm 时的灵敏度和线性度 （可 以用端基法或其它拟合直线） 。 46810121416 0 2 4 6 8 10 12 铁 质 圆 片 位 移

25、与 输 出 电 压 关 系 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 16 根据表 3-1 数据，画出 VX 曲线如上图。由图可知，曲线在 6.060mm-9.060mm 区 间内线性度较好，取此 3mm 区间运用端基法做拟合曲线如下： X（mm） 6.06 0 6.56 0 7.06 0 7.56 0 8.06 0 8.56 0 9.06 0 V(v) 1.71 2.42 3.17 3.95 4.73 5.48 6.19 拟合值 1.71 2.46 3.20 3.95 4.70 5.44 6.19 线性误 差 0 0.04 0.03 0 0.03 0.04 0 拟合曲线灵敏度： 6.19 1.

26、71 1.493 (/) 3 g SV mm 拟合曲线线性度： 0.04 100%100%1.3%. . 3 m FS L F S y 线性度 66.577.588.599.5 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 铁 质 圆 片 位 移 与 输 出 电 压 3mm拟 合 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 17 9.将铁质圆片换成铝质圆片和铜质圆片，重复 57 步骤，进行被测体材料对电涡流 传感器性能影响实验。分别列入表 3-2 和表 3-3，并根据表中数据计算量程为 3mm 时的灵敏度和线性度。 表表 3-2 被测体为铝质圆片时的位移与输出电压数据被测体为

27、铝质圆片时的位移与输出电压数据 X（mm） 4.65 0 5.15 0 5.65 0 6.15 0 6.65 0 7.15 0 7.65 0 8.15 0 8.65 0 9.15 0 V(v) 3.14 4.71 6.04 7.12 7.98 8.65 9.18 9.59 9.91 10.1 8 X（mm） 9.65 0 10.1 50 10.6 50 11.1 50 11.6 50 12.1 50 12.6 50 13.1 50 13.6 50 14.1 50 V(v) 10.3 9 10.5 6 10.7 0 10.8 1 10.9 0 10.9 9 11.0 5 11.1 1 11.1

28、5 11.1 9 根据表 3-2 数据，画出 VX 曲线如下： 46810121416 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 铝 质 圆 片 位 移 与 输 出 电 压 关 系 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 18 由图可知，曲线在 9.150mm-12.150mm 区间内线性度较好，取此 3mm 区间运用端 基法做拟合曲线如下： X（mm） 9.15 0 9.65 0 10.1 50 10.6 50 11.1 50 11.6 50 12.1 50 V(v) 10.1 8 10.3 9 10.5 6 10.7 0 10.8 1 10.9 0 10.9 9 拟合值 10.1 8

29、10.3 2 10.4 5 10.5 9 10.7 2 10.8 6 10.9 9 线性误 差 0 0.07 0.11 0.11 0.09 0.04 0 拟合曲线灵敏度： 10.99 10.18 0.27 (/) 3 g SV mm 拟合曲线线性度： 99.51010.51111.51212.5 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 11 11.1 铝 质 圆 片 位 移 与 输 出 电 压 3mm拟 合 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 19 0.11 100%100%3.6%. . 3 m FS L F S y 线性度 表表 3-3 被测体为

30、被测体为铜铜质圆片时的位移与输出电压数据质圆片时的位移与输出电压数据 X（mm） 5.10 0 5.60 0 6.10 0 6.60 0 7.10 0 7.60 0 8.10 0 8.60 0 9.10 0 9.60 0 V(v) 2.43 3.91 5.26 6.14 7.36 8.12 8.73 9.22 9.62 9.93 X（mm） 10.1 00 10.6 00 11.1 00 11.6 00 12.1 00 12.6 00 13.1 00 13.6 00 14.1 00 14.6 00 V(v) 10.1 8 10.3 9 10.5 6 10.7 0 10.8 1 10.9 1 1

31、0.9 9 11.0 5 11.1 1 11.1 6 根据表 3-3 数据，画出 VX 曲线如下： 56789101112131415 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 铜 质 圆 片 位 移 与 输 出 电 压 关 系 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 20 由图可知，曲线在 5.100mm-8.100mm 区间内线性度较好，取此 3mm 区间运用端基 法做拟合曲线如下： X（mm） 5.10 0 5.60 0 6.10 0 6.60 0 7.10 0 7.60 0 8.10 0 V(v) 2.43 3.91 5.26 6.14 7.36 8.12 8.73 拟合值 2

32、.43 3.48 4.53 5.58 6.63 7.68 8.73 线性误 差 0 0.43 0.73 0.56 0.73 0.44 0 拟合曲线灵敏度： 8.732.43 2.1 (/mm) 3 g SV 拟合曲线线性度： 0.73 100%100%24.3%. . 3 m FS L F S y 线性度 55.566.577.588.5 2 3 4 5 6 7 8 9 铜 质 圆 片 位 移 与 输 出 电 压 3mm拟 合 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 21 分别比较三种不同材质被测体实验结果的差异： 1.本实验圆片位移与输出电压的关系曲线整体趋势是一致，但具体的位移与输 出电压

33、的关系又随着材质的不同而存在差异。 2. 传感器特性与被测体的电导率、磁导率有关，当被测体为导磁材料（如 铁）时，由于涡流效应和磁效应同时存在，磁效应反作用于涡流效应，使得涡流效 应减弱，即传感器的灵敏度降低。而当被测体为弱导磁材料（如铜，铝等）时，由 于磁效应弱，相对来说涡流效应要强，因此传感器感应灵敏度要高。 3.本实验 3mm 量程区段是按照线性度区间确定的，不同材质圆片良好的线性 区间是不一样的所以在某种程度上由该不同区间所得到的灵敏度没有太大的可比 性。本实验铁片与铜片所取区间靠前而铝片区间靠后，因此导致本实验得到的灵敏 度 ggg SSS 铜铁铝与理论灵敏度ggg SSS 铜铝铁存

34、在差异。 4.本实验结果表明不同材质在不同区间段内直线度不同， 本次数据处理区间所 得直线度关系为铜铝铁。 10.将被测体换成铝质圆柱，重复 57 步骤，进行被测体形状和尺寸对电涡流传感 器性能影响实验。将数据列入表 3-4，计算量程为 3mm 时的灵敏度和线性度。 表表 3-4 不同不同形状和形状和尺寸时的被测体特性数据尺寸时的被测体特性数据 X（mm） 4.65 0 5.15 0 5.65 0 6.15 0 6.65 0 7.15 0 7.65 0 8.15 0 8.65 0 9.15 0 铝片 V(v) 3.14 4.71 6.04 7.12 7.98 8.65 9.18 9.59 9.

35、91 10.1 8 铝柱 V(v) 6.82 7.86 8.66 9.28 9.76 10.1 3 10.4 1 10.6 3 10.8 0 10.9 4 X（mm） 9.65 0 10.1 50 10.6 50 11.1 50 11.6 50 12.1 50 12.6 50 13.1 50 13.6 50 14.1 50 铝片 V(v) 10.3 9 10.5 6 10.7 0 10.8 1 10.9 0 10.9 9 11.0 5 11.1 1 11.1 5 11.1 9 铝柱 V(v) 11.0 4 11.1 2 11.1 9 11.2 4 11.2 8 11.3 1 11.3 4 11

36、.3 6 11.3 7 11.3 9 22 根据表 3-4 数据，画出铝质圆柱 VX 曲线如下： 根据表 3-4 数据，画出 VX 曲线如上图。由图可知，曲线在 9.150mm-12.150mm 区间内线性度较好，取此 3mm 区间运用端基法做拟合曲线如下： X（mm） 9.15 0 9.65 0 10.1 50 10.6 50 11.1 50 11.6 50 12.1 50 V(v) 10.9 4 11.0 4 11.1 2 11.1 9 11.2 4 11.2 8 11.3 1 拟合值 10.9 4 11.0 0 11.0 6 11.1 2 11.1 9 11.2 5 11.3 1 线性误

37、 差 0 0.04 0.06 0.07 0.05 0.03 0 46810121416 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 铝 质 圆 柱 位 移 与 输 出 电 压 关 系 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 23 拟合曲线灵敏度： 11.31 10.94 0.123 (/mm) 3 g SV 拟合曲线线性度： 0.07 100%100%2.3%. . 3 m FS L F S y 线性度 试比较被测体形状和尺寸对电涡流传感器特性的影响： 通过实验可知，由于探头线圈产生的磁场范围是一定的，当被测物体为圆柱且 探头中心线与轴心线正交时，被测轴直径小会

38、导致传感器的灵敏度会下降，被测体 表面越小，灵敏度下降越多。所以铝片的灵敏度大于铝柱的灵敏度。 99.51010.51111.51212.5 10.9 10.95 11 11.05 11.1 11.15 11.2 11.25 11.3 11.35 铝 质 圆 片 位 移 与 输 出 电 压 关 系 曲 线 位 移 （ mm) 电压（V） 24 五、实验结论五、实验结论（体会与收获） 1）本实验通过电涡流传感器测位移让我从现实的角度上理解了该方法的工作 原理和特性，也了解到不同被测材料以及不同形状和尺寸均会对测试性能有影响。 2）测试技术在理论上有着完美的依据，但现实的应用中却存在着很多的近似，

39、 让我更加深刻的体会到测试技术作为一门注重工程应用的学科， 在现实中对测试影 响因素合理取舍的重要性。 3）通过对测试技术的学习，我了解到测试在生活中和工程中的重要性。也体 会到测试方法的多样性，如测试量之间存在着某种联系，完全可以通过对该关系中 的易测量进行获得，从而精确得到难测量。体现在思维上就是得学会变通。 4）通过对实验的亲身体验，我发现自己在运用知识解决实际问题时总是存在 着欠考虑之处。从而知道像朱老师那样要做好测试技术的确不是一件简单的事，因 此在平时的学习生活中更是要注重培养解决实际问题的能力。 对于我们工科学生来 说，这些至关重要。 25 实验实验四四 磁电式磁电式传感器测传感

40、器测转转速实验速实验 一、实验目的一、实验目的：了解磁电式传感器测量转速的原理。 二、实验二、实验原理原理：基于电磁感应原理，N 匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应 电势： 发生变化，因此当转盘上嵌入 N 个磁钢时，每转一周线圈感应 电势产生 N 次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。 三、实验三、实验器件器件：主机箱、磁电式传感器、转动源。 四、实验步骤：四、实验步骤： 1、根据图 4-1 将磁电式传感器安装于磁电支架上，传感器的端面对准转盘上的磁 钢并调节升降杆使传感器端面与磁钢之间的间隙大约为 23。 图图 4 4- -1 1 磁电式磁电式传感器实验安装、接线示意图传感

41、器实验安装、接线示意图 2、首先在接线以前，合上主机箱电源开关，将主机箱中的转速调节电源 224V 旋 钮调到最小(逆时针方向转到底)，接入电压表(显示选择打到 20V 档)监测大约 为 0V 左右；然后关闭主机箱电源，将磁电式传感器、转动电源按图 4-1 所示分 别接到主机箱的相应电源和频率转速表(转速档)的 Fin 上（线号 1 接 Fin+， 线号 2 接 Fin-） 。 dt d Ne 26 3、合上主机箱电源开关，在小于 10范围内(电压表监测)调节主机箱的转速调节 电源(调节电压改变电机电枢电压)，观察电机转动及转速表的显示情况。 4、从 4开始记录每增加相应电机转速的数据(待电机

42、转速比较稳定后读取数 据),列入表 4-1；画出电机的 V(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲 线。实验完毕，关闭电源。 表表 4-1 电压与电机转速数据电压与电机转速数据 根据表 4-1 数据，画出电机的 V曲线如下： 电压 V（V） 4 5 6 7 8 9 10 转速 n(r/min) 860 1080 1370 1630 1870 2100 2310 45678910 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 电 机 电 压 与 转 速 关 系 曲 线 转 速 n（ r/min) 电压（V） 27 运用端基法做拟合曲线如下： 电压 V（V）

43、 4 5 6 7 8 9 10 转速 n(r/min) 860 1080 1370 1630 1870 2100 2310 拟合值 860 1101.7 1343.4 1585.1 1826.8 2068.5 2310 线性度误差 0 21.7 26.6 44.9 43.2 31.5 0 拟合曲线灵敏度： 2310860 241.7 (/mm) 104 g SV 拟合曲线线性度： 44.9 100%100%3.1%. . 2310860 m FS L F S y 线性度 45678910 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 电 动 机 转 速 与 电 压 关 系 拟 合 曲 线 转 速 n（ r/min) 电压（V）