實驗一 金屬箔式應變片——單臂電橋性能實驗
一、實驗目的：了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和性能。
二、基本原理：電阻絲在外力作用下發生機械變形時，其電阻值發生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關系式為：
式中
為電阻絲電阻的相對變化，
為應變靈敏系數，
為電阻絲長度相對變化，金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應變敏感元件，通過它轉換被測部位的受力狀態變化，電橋的作用是完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相應的受力狀態。單臂電橋輸出電壓
O1
。
三、需用器件與單元：應變式傳感器實驗模塊、砝碼、數顯表（主控臺上電壓表）、±15V電源、±4V電源、萬用表（自備）。
四、實驗步驟：
1、檢查應變傳感器的安裝
根據圖1-1應變式傳感器已裝于應變傳感器模塊上。傳感器中各應變片已接入模塊的左上方的R1、R2、R3、R4。加熱絲也接于模塊上，可用萬用表進行測量判別，各應變片初始阻值R1=R2=R3=R4=351±2Ω，加熱絲初始阻值為20-50Ω左右。
2、差動放大器的調零
首先將實驗模塊調節增益電位器Rw3順時針到底（即此時放大器增益最大。然后將差動放大器的正、負輸入端相連并與地短接，輸出端與主控臺上的電壓表輸入端Vi相連。檢查無誤后從主控臺上接入模塊電源±15V以及地線。合上主控臺電源開關，調節實驗模塊上的調零電位器Rw4，使電壓表顯示為零（電壓表的切換開關打到2V檔）。關閉主控箱電源。（注意： Rw4的位置一旦確定，就不能改變，一直到做完實驗為止）
3、電橋調零
適當調小增益Rw3（順時針旋轉3-4圈，電位器最大可順時針旋轉5圈），將應變式傳感器的其中一個應變片R1（即模塊左上方的R1）接入電橋（如圖）作為一個橋臂與R5、R6、R7接成直流電橋（R5、R6、R7模塊內已連接好，其中模塊上虛線電阻符號為示意符號，沒有實際的電阻存在），按圖1-2完成接線，給橋路接入±4V電源（從主控箱引入），同
圖1-2 應變式傳感器單臂電橋實驗接線圖
時，將模塊左上方撥段開關撥至左邊“直流”檔（直流檔和交流檔調零電阻阻值不同）。檢查接線無誤后，合上主控箱電源開關。調節電橋調零電位器Rw1，使電壓表顯示為零。
備注：
1）、如出現零漂現象，則是應變片在供電電壓下，應變片本身通過電流所形成的應變片溫度效應的影響，可觀察零漂數值的變化，若調零后數值穩定下來，表示應變片已處于工作狀態，時間大概5—10分鐘。
2）、如出現數值不穩定，電壓表讀數隨機跳變情況，可再次確認各實驗線的連接是否牢靠，且保證實驗過程中，盡量不接觸實驗線，另外，由于應變實驗增益比較大，實驗線陳舊或老化后產生線間電容效應，也會產生此現象。
3）、因應變實驗差動放大器放大倍數很高，應變傳感器實驗模塊對各種信號干擾很敏感，所以在用應變模塊做實驗時模塊周圍不能放置有無線數據交換的設備，例如正在無線上網的手機、ipad、筆記本等電子設備。
4、測量并記錄
在電子秤上放置一只砝碼，讀取數顯表數值，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到10只砝碼加完。記下實驗結果填入表1-1，關閉電源。
表1-1 單臂電橋輸出電壓與加負載重量值
重量（g） | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 |
電壓（mv） | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 13 | 15 | 18 | 21 | 24 |
5、計算靈敏度和誤差
根據表1-1計算系統靈敏度S，S=
（
輸出電壓變化量；
重量變化量）；計算非線性誤差：
f1=
F •S×100%，式中
為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差，
F •S滿量程輸出平均值，此處為500g或200g。
非線性誤差f=4.168%
五、思考題：
單臂電橋時，作為橋臂電阻應變片應選用：（1）正（受拉）應變片（2）負（受壓）應變片（3）正、負應變片均可。
實驗二 金屬箔式應變片——半橋性能實驗
一、實驗目的：比較半橋與單臂電橋的不同性能，了解其特點。
二、基本原理：不同受力方向的兩片應變片（實驗模塊上對應變片的受力方向有標識）接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。當兩片應變片阻值和應變量相同時，其橋路輸出電壓Uo2=
。
三、需要器件與單元：應變式傳感器實驗模塊、砝碼、數顯表（主控臺上電壓表）、±15V電源、±4V電源、萬用表（自備）。
四、實驗步驟：
2、根據圖1-3接線。R1、R2為實驗模塊左上方的應變片，此時要根據模塊上的標識確認R1和R2受力狀態相反，即將傳感器中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應變片作為電橋的相鄰邊。給橋路接入±4V電源，檢查連線無誤后，合上主控箱電源，調節電橋調零電位器Rw1進行橋路調零。依次輕放標準砝碼，將實驗數據記入表1-2，根據表1-2計算靈敏度S=，非線性誤差
f2。
圖1-3 應變式傳感器半橋實驗接線圖
表1-2 半橋測量時，輸出電壓與加負載重量值
重量（g） | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 |
電壓（mv） | 5 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 37 | 46 | 51 | 56 |
五、思考題：
橋路（差動電橋）測量時存在非線性誤差，是因為：（1）電橋測量原理上存在非線性（2）應變片應變效應是非線性的（3）調零值不是真正為零。
答：（1）
實驗三 金屬箔式應變片——全橋性能實驗
一、實驗目的：了解全橋測量電路的優點。
二、基本原理：全橋測量電路中，將受力性質相同的兩應變片接入電橋對邊，受力方向不同的接入鄰邊，當應變片初始阻值：R1= R2= R3= R4，其變化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4時，其橋路輸出電壓Uo3=
。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。
三、需用器件和單元：應變式傳感器實驗模塊、砝碼、數顯表（主控臺上電壓表）、±15V電源、±4V電源、萬用表（自備）。
四、實驗步驟：
圖1-4接線
1、保持單臂、半橋實驗中的Rw3和Rw4的當前位置不變。
2、根據圖1-4接線，實驗方法與半橋實驗相同，全橋測量電路中，將受力性質相同的兩應變片接入電橋對邊，不同的接入鄰邊，將實驗結果填入表1-3；進行靈敏度和非線性誤差計算。
表1-3全橋輸出電壓與加負載重量值
重量（g） | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 |
電壓（mv） | 8 | 18 | 28 | 42 | 52 | 58 | 65 | 71 | 81 | 91 |
3、根據表1-3計算系統靈敏度S，S=（輸出電壓變化量；重量變化量）；計算非線性誤差：f1=F •S×100%，式中為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差，F •S滿量程輸出平均值。
傳感器的系數靈敏度S=0.448%
非線性誤差f=0.604%
實驗四 金屬箔式應變片單臂、半橋、全橋性能比較
一、實驗目的：比較單臂、半橋、全橋輸出時的靈敏度和非線性度，得出相應的結論。
二、實驗步驟：根據實驗一、二、三所得的單臂、半橋和全橋輸出時的靈敏度和非線性度，從理論上進行分析比較。闡述理由（注意：實驗一、二、三中的放大器增益RW3必須在相同的位置）。
從三個實驗對比來看，從單臂到半橋再到全橋，靈敏度依次增大，且大致遵循2倍關系；從理論分析而言，非線性誤差全橋電路<半橋電路<單臂電路。但由于實驗偶然誤差，實測全橋電路非線性誤差大于半橋。
實驗七 移相器實驗
一、實驗目的：了解運算放大器構成的移相電路和它的原理及工作情況。
二、基本原理：圖5為移相電路示意圖，由移相器電路結構圖可求得該電路的閉環增益G(s)
則 
當R1=R2=W1= R4=R5=10K時有：
由正切三角函半角公式可得：
從上式可以看出，調節電位器W2將產生相應的相位變化。
三、需用器件與單元：移相器/相敏檢波器/低通濾波器模塊、音頻振蕩器、雙線（雙蹤）示波器（自備）、直流穩壓電源±15V。
四、實驗步驟：
了解移相器原理，即通過調節電位器使交流信號產生相位的變化。2、將音頻振蕩器的信號引入移相器的輸入端（音頻信號從0˚、LV插口輸出均可），將±15V電源及地線接入移相器模塊，合上主控箱電源。
3、將示波器的兩根線分別接到移相器的輸入和輸出端，調整示波器，觀察示波器的波形。
4、調節移相器上的電位器，觀察兩個波形間相位的變化。
5、改變音頻振蕩器的頻率，觀察不同頻率的最大移相范圍。
五、思考題：
1、根據基本原理公式，分析本移相器的工作原理，并解釋所觀察到的現象。
注意事項：本實驗臺中音頻信號由函數發生器產生，所以通過移相器后波形局部有些畸變，這不是儀器故障。
正確選擇示波器中的“觸發”形式，以保證雙蹤示波器能看到波形的變化。
答：根據移相器的電路原理圖，改變Rw，改變RC充放時間常數，從而改變信號的相位。
實驗八 相敏檢波器實驗
一、實驗目的：了解相敏檢波器的原理及工作情況。
二、基本原理：相敏檢波器模塊示意圖如下所示，圖中Vi為輸入信號端，Vo為輸出端，AC為交流參考電壓輸入端，DC為直流參考電壓輸入。有脈沖符號的兩個端子為附加觀察端。
三、需用器件與單元：移相器/相敏檢波器/低通濾波器模塊、音頻振蕩器、雙蹤示波器（自備）、直流穩壓電源±15V、±2V、轉速/頻率表、數顯電壓表。
四、旋鈕初始位置：轉速/頻率表置頻率檔，音頻振蕩器頻率為4KHz左右，幅度置最小（逆時針到底），直流穩壓電源輸出置于±2V檔。
五、實驗步驟：
3、將主控臺電壓選擇撥段開關撥至+2V檔位，改變參考電壓的極性（通過DC端輸入+2V或者-2V），觀察輸入和輸出波形的相位和幅值關系。由此可得出結論，當參考電壓為正時，輸入和輸出同相；當參考電壓為負時，輸入和輸出反相。
4、調整好示波器，調整音頻振蕩器的幅度旋鈕，示波器輸出電壓為峰-峰值4V，通過調節移相器和相敏檢波器的電位器，使相敏檢波器的輸出Vo為全波整流波形。
六、思考題：
根據實驗結果，可以知道相敏檢波器的作用是什么？移相器在實驗線路中的作用是什么？（即參考端輸入波形相位的作用）。
答：相敏檢波器的作用：鑒別調制信號相位和選頻作用。
移相器作用：將信號相位移動一個角度。
實驗十 差動變壓器的性能實驗
一、實驗目的：了解差動變壓器的工作原理和特性。
二、基本原理：差動變壓器由一只初級線圈和兩只次級線圈及一個鐵芯組成（鐵芯在可移動桿的一端），根據內外層排列不同，有二段式和三段式，本實驗采用三段式結構。當傳感器隨著被測體移動時，由于初級線圈和次級線圈之間的互感發生變化，促使次級線圈感應電勢產生變化，一只次級感應電勢增加，另一只感應電勢則減少，將兩只次級線圈反向串接（同名端連接），就引出差動輸出。其輸出電勢反映出被測體的移動量。
三、需用器件與單元：差動變壓器實驗模塊、測微頭、雙線示波器、差動變壓器、音頻信號源（音頻振蕩器）、直流電源、萬用表。
四、實驗步驟：
2、在模塊上按照圖3-2接線，音頻振蕩器信號必須從主控箱中的LV端子輸出，調節音頻振蕩器的頻率，輸出頻率為5~10KHz（可用主控箱的數顯表的頻率檔fi輸入來監測，實驗中可調節頻率使波形不失真）。調節幅度使輸出幅度為峰-峰值Vp-p=2V（可用示波器監測：X軸為0.2ms/div、Y軸CH1為1V/div、CH2為0.2v/div）。判別初次級線圈及次級線圈同名端方法如下：設任一線圈為初級線圈（1和2實驗插孔作為初級線圈），并設另外兩個線圈的任一端為同名端，按圖3-2接線。當鐵芯左、右移動時，觀察示波器中顯示的初級線圈波形，次級線圈波形，當次級波形輸出幅值變化很大，基本上能過零點(即3和4實驗插孔)，而且相位與初級線圈波形（LV音頻信號Vp-p=2V波形）比較能同相和反相變化，說明已連接的初、次級線圈及同名端是正確的，否則繼續改變連接再判斷直到正確為止。圖中（1）、（2）、（3）、（4）為模塊中的實驗插孔。）
3、旋動測微頭，使示波器第二通道顯示的波形峰-峰值Vp-p為最小。這時可以左右位移，假設其中一個方向為正位移，則另一個方向位移為負。從Vp-p最小開始旋動測微頭，每隔0.5mm從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值填入表3-1。再從Vp-p最小處反向位移做實驗，在實驗過程中，注意左、右位移時，初、次級波形的相位關系。
表3-1 差動變壓器位移ΔX值與輸出電壓Vp-p數據表
X（mm） | − ← | 0mm | → + | 1.5 | 3.0 | 4.5 | 6.0 | 7.5 |
V（mv） | Vp-p | 230 |
| 250 | 265 | 290 | 310 | 335 |
4、實驗過程中注意差動變壓器輸出的最小值即為差動變壓器的零點殘余電壓大小。根據表3-1畫出Vop-p-X曲線，作出量程為±4mm、±6mm靈敏度和非線性誤差。
傳感器的系數靈敏度S=13.905%
非線性誤差f=-0.628%
實驗十二 差動變壓器零點殘余電壓補償實驗
一、實驗目的：了解差動變壓器零點殘余電壓補償方法。
二、基本原理：由于差動變壓器兩只次級線圈的等效參數不對稱，初級線圈的縱向排列的不均勻性，二次級的不均勻、不一致，鐵芯B-H特性的非線性等，因此在鐵芯處于差動線圈中間位置時其輸出電壓并不為零。稱其為零點殘余電壓。
三、需用器件與單元：音頻振蕩器、測微頭、差動變壓器、差動變壓器實驗模塊、示波器。
四、實驗步驟：
1、按圖3-2.1接線，音頻信號源從LV插口輸出，實驗模塊R1、C1、Rw1、Rw2為電橋單元中調平衡網絡。
2、用示波器調整音頻振蕩器輸出為2V峰-峰值。
3、調整測微頭，使差動放大器輸出電壓最小。
4、依次調整Rw1、Rw2，使輸出電壓降至最小。
5、觀察零點殘余電壓的波形，注意與激勵電壓比較。
6、從示波器上觀察，差動變壓器的零點殘余電壓值（峰-峰值）。（注：這時的零點殘余電壓經放大后的零點殘余電壓=V零點P-P/K，K為放大倍數）
數據:
從示波器上觀察到的零點殘余電壓值為18.6mV
實驗十六 直流激勵時霍爾式傳感器的
位移特性實驗
一、實驗目的：了解霍爾式傳感器原理與應用。
二、基本原理：根據霍爾效應、霍爾電勢UH = KHIB，當霍爾元件處在梯度磁場中運動時，它就可以進行位移測量。
三、需用器件與單元：霍爾傳感器實驗模塊、霍爾傳感器、直流源±4V、±15V、測微頭、數顯單元。
四、實驗步驟：
1、將霍爾傳感器按圖5-1安裝。霍爾傳感器與實驗模塊的連接按圖5-2進行。1、3為電源±4V，2、4為輸出。
圖5-2 霍爾傳感器位移直流激勵接線圖
2、開啟電源，調節測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置，再調節Rw1（Rw3處于中間位置）使數顯表指示為零。
3、旋轉測微頭向軸向方向推進，每轉動0.2mm記下一個讀數，直到讀數近似不變，將讀數填入表5-1。
表5-1
X（mm） | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.4 | 1.6 |
V（mv） | 25.9 | 34.5 | 41.3 | 55.1 | 60.5 | 71.5 | 82.3 | 88.3 |
1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 | 3.2 | 3.4 |
101.9 | 108.4 | 119.1 | 131.4 | 137.6 | 152.4 | 160.0 | 171.6 | 186.7 |
3.6 | 3.8 | 4.0 | 4.2 | 4.4 | 4.6 | 4.8 | 5.0 | 5.2 |
193.8 | 208 | 218 | 230 | 249 | 260 | 279 | 293 | 309 |
5.4 | 5.6 |
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331 | 348 |
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作出V-X曲線，計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。
傳感器的系數靈敏度S=57.531%
非線性誤差f=0.493%
五、思考題：
本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化？
答：是實際的輸入輸出與擬合的理想的直線的偏離程度的變化，當X不同的時候，實際的輸出值與根據擬合直線得到的數值的偏離值是不相同的。
實驗十七 交流激勵時霍爾式傳感器的
位移特性實驗
一、實驗目的：了解交流激勵時霍爾片的特性
二、基本原理：交流激勵時霍爾元件與直流激勵一樣，基本工作原理相同，不同之處是測量電路。
三、需用器件與單元：在“直流霍爾傳感器位移特性”基礎上加移相/相敏檢波/低通濾波模塊、雙線示波器。
四、實驗步驟：
2、調節音頻振蕩器頻率和幅度旋鈕，從LV輸出用示波器測量，使輸出為1KHz、峰-峰值為4V，引入電路中（激勵電壓從音頻輸出端Lv輸出頻率1KHz，幅值為4V峰-峰值，注意頻率過大會燒壞霍爾元件）。
3、調節測微頭使霍爾傳感器產生一個較大的位移（此時Rw3順時針旋轉至最大位置），利用示波器觀察相敏檢波器輸出（此時示波器檔位時間軸為0.2ms，電壓軸為0.2V），旋轉移相單元電位器Rw和相敏檢波電位器Rw，使示波器顯示全波整流波形。此時固定移相單元電位器Rw和相敏檢波電位器Rw，保持電位器位置不變。
4、調節測微頭使霍爾傳感器處于傳感器中間位移部分，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢為最小（即相敏檢波輸出接近一條直線）。
5、然后從電壓數顯表上觀察，調節電位器Rw1、Rw2使顯示為零，然后旋動測微頭，記下每轉動0.2mm時表頭讀數，填入表5-2。
表5-2 交流激勵時輸出電壓和位移數據
X（mm） | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 |
V（mv） | -726 | -646 | -565 | -484 | -410 | -328 | -252 | -173 |
1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 | 3.2 | 3.4 |
-98 | -21 | 56 | 135 | 218 | 294 | 374 | 458 | 545 |
3.6 | 3.8 | 4.0 |
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616 | 687 | 753 |
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6、根據表5-2作出V-X曲線，計算不同量程時的非線性誤差。
傳感器的系數靈敏度S=392.004%
非線性誤差f=0.754%
實驗十八 霍爾測速實驗*
一、實驗目的：了解霍爾轉速傳感器的應用。
二、基本原理：利用霍爾效應表達式UH = KHIB，當被測圓盤上裝上N只磁性體時，圓盤每轉一周，磁場就變化N次，霍爾電勢相應變化N次，輸出電勢通過放大、整形和計數電路就可以測量被測旋轉物的轉速（轉速=60*頻率/12）
三、需用器件與單元：霍爾轉速傳感器、轉速調節2-24V、轉動源單元、數顯單元的轉速顯示部分。
四、實驗步驟：
1、根據圖5-4，將霍爾轉速傳感器裝于傳感器支架上，探頭對準反射面的磁鋼。
2、將直流源加于霍爾元件電源輸入端。紅（+）接+5V，黑（┴）接地。
3、將霍爾轉速傳感器輸出端（藍）插入數顯單元Fi端。
4、將轉速調節中的2-24V轉速電源引到轉動源的2-24V插孔。
5、將數顯單元上的轉速/頻率表波段開關撥到轉速檔，此時數顯表指示轉速。
6、調節電壓使轉動速度變化。觀察數顯表轉速顯示的變化。
電壓（V） | 4 | 5 | 8 | 10 | 15 | 20 |
轉速（轉/分） | 0 | 544 | 930 | 1245 | 1810 | 2264 |
由以上數據可得：電壓的值越大，電機的轉速就越快。
五、思考題：
1、利用霍爾元件測轉速，在測量上是否有限制？
答：有，測量速度不能過慢，因為磁感應強度發生變化的周期過長，大于讀取脈沖信號的電路的工作周期，就會導致計數錯誤
2、本實驗裝置上用了十二只磁鋼，能否用一只磁鋼，二者有什么區別呢？
答：如果霍爾是單極的，可以只用一只磁鋼，但可靠性和精度會差一點；如果霍爾是雙極的，那么必須要有一組分別為n/s極的磁鋼去開啟關斷它，那么至少要兩只磁鋼。
實驗二十一 電渦流傳感器位移特性實驗
一、實驗目的：了解電渦流傳感器測量位移的工作原理和特性。
二、基本原理：通以高頻電流的線圈產生磁場，當有導電體接近時，因導電體渦流效應產生渦流損耗，而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關，因此可以進行位移測量。
三、需用器件與單元：電渦流傳感器實驗模塊、電渦流傳感器、直流電源、數顯單元（主控臺電壓表）、測微頭、鐵圓片。
四、實驗步驟：
1、根據圖8-1安裝電渦流傳感器。
2、觀察傳感器結構，這是一個扁平繞線圈。
3、將電渦流傳感器輸出線接入模塊上標有Ti的插孔中，作為振蕩器的一個原件。
4、在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。
5、將實驗模塊輸出端Vo與數顯單元輸入端Vi相接。數顯表量程切換開關選擇電壓20V檔。
6、用連接導線從主控臺接入+15V直流電源到模塊上標有+15V的插孔中，同時主控臺的“地”與實驗模塊的“地”相連。
7、使測微頭與傳感器線圈端部有機玻璃平面接觸，開啟主控箱電源開關（數顯表讀數能調到零的使接觸時數顯表讀數為零且剛要開始變化），記下數顯表讀數，然后每隔0.2mm（或0.5mm）讀一個數，直到輸出幾乎不變為止。將結果列入表8-1。
表8-1 電渦流傳感器位移X與輸出電壓數據
X（mm） | 10.5 | 11.5 | 12.5 | 13.5 | 14.5 | 15.5 | 16.5 | 17.5 | 18.5 | 19.5 |
V（v） | 0.65 | 2.00 | 3.30 | 4.60 | 5.60 | 6.32 | 6.80 | 7.40 | 7.66 | 7.9 |
8、根據表8-1數據，畫出V-X曲線，根據曲線找出線性區域及進行正、負位移測量時的最佳工作點，試計算量程為1mm、3mm、5mm時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。
傳感器的系數靈敏度S=0.804%
非線性誤差f=0.340%
五、思考題：
1、電渦流傳感器的量程與哪些因素有關，如果需要測量±5mm的量程應如何設計傳感器？
答：金屬導體的電阻率，厚度，線圈的勵磁電流角頻率以及線圈與金屬塊之間的距離
答：可以通過貼金屬片等方式進行測量
實驗二十二 被測體材質對電渦流傳感器的
特性影響實驗
一、實驗目的：了解不同的被測體材料對電渦流傳感器性能的影響。
二、基本原理：渦流效應與金屬導體本身的電阻率和磁導率有關，因此不同的材料就會有不同的性能。
三、需用器件與單元：除與“電渦流位移特性實驗”相同外，另加銅和鋁的被測體小圓片。
四、實驗步驟：
1、傳感器安裝同“電渦流位移特性實驗”傳感器的安裝。
2、將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。
3、重復“電渦流位移特性實驗”步驟，進行被測體為鋁圓片和銅圓片時的位移特性測試，分別記入表8-2和表8-3。
表8-2 被測體為鋁圓片時的位移與輸出電壓數據
X（mm） | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
V（v） | 0.44 | 0.96 | 1.55 | 2.14 | 2.80 | 4.21 | 5.32 | 6.52 |
4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 7.5 | 8.0 | 8.5 |
7.42 | 8.28 | 9.19 | 10.03 | 10.69 | 11.20 | 11.61 | 11.69 | 11.72 |
9.0 | 9.5 |
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11.73 | 11.74 |
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表8-3 被測體為銅圓片時的位移與輸出電壓數據
X（mm） | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
V（v） | 2.38 | 4.07 | 6.03 | 8.38 | 11.02 | 11.73 | 11.78 | 11.81 |
4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 |
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11.83 | 11.84 | 11.86 | 11.86 |
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4、根據表8-2和表8-3分別計算量程為1mm和3mm時的靈敏度和非線性誤差（線性度）。
傳感器的系數靈敏度S=1.641%
非線性誤差f=-0.019%
5、比較實驗二十三和本實驗所得的結果，并進行小結。
傳感器的特性是和物體的電導率和磁導率有關的，由于被測物體的靈敏度鐵>銅>鋁，故而可以得到磁導率越低的材料，傳感器的靈敏度越高。
實驗二十三 被測體面積大小對電渦流傳感器的
特性影響實驗
一、實驗目的：了解電渦流傳感器在實際應用中其位移特性與被測體的形狀和尺寸有關。
二、基本原理：電渦流傳感器在實際應用中，由于被測體的形狀、大小不同會導致被測體上渦流效應的不充分，會減弱甚至不產生渦流效應，因此影響電渦流傳感器的靜態特性，所以在實際測量中，往往必須針對具體的被測體進行靜態特性標定。
三、需用器件與單元：直流源、電渦流傳感器、測微頭、電渦流傳感器實驗模塊、不同面積的鋁被測體、數顯單元。
四、實驗步驟：
1、傳感器安裝與前面靜態特性實驗相同。
2、按照測靜態特性實驗要求連接好測量線路。
3、在測微頭上分別用兩種不同的被測鋁（小圓片、小圓柱體）進行電渦流位移特性測定，分別記入表8-5。。
表8-5 不同尺寸時的被測體特性數據
X（mm） | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
鋁片 | 4.31 | 6.62 | 9.19 | 11.68 | 11.78 | 11.82 | 11.84 | 11.86 |
鋁柱 | 6.37 | 9.45 | 11.67 | 11.76 | 11.80 | 11.82 | 11.84 | 11.85 |
4.5 | 5.0 |
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11.87 | 11.87 |
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11.85 |
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4、根據表8-5數據計算目前范圍內兩種被測體：被測體1、2的靈敏度，并說明理由。
鋁片：
傳感器的系數靈敏度S=1.438%
非線性誤差f=-0.288%
鋁柱：
傳感器的系數靈敏度S=0.984%
非線性誤差f=-0.949%
通過實驗可知，由于探頭線圈產生的磁場范圍是一定的，當被測物體為圓柱且探頭中心線與軸心線正交時，被測軸直徑小會導致傳感器的靈敏度下降，被測體表面越小，靈敏感下降越多。所以鋁片的靈敏度大于鋁柱的靈敏度。
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