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磁場(chǎng)在微小長(zhǎng)度測(cè)量中的應(yīng)用
目錄
中文摘要………………………………………………………………………………1
前言……………………………………………………………………………………1
1 理論分析…………………………………………………………………………1
1.1 檢測(cè)原理………………………………………………………………………1
1.2 輸出特性………………………………………………………………………3
1.3 改進(jìn)型的檢測(cè)原理………………………………………………………………4
1.4 測(cè)量電路………………………………………………………………………5
1.4.1 交流電橋式測(cè)量電路………………………………………………………5
1.4.2 變壓器式交流電橋…………………………………………………………6
1.4.3 諧振式測(cè)量電路……………………………………………………………6
2 實(shí)驗(yàn)研究…………………………………………………………………………7
2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?
2.2 實(shí)驗(yàn)器材及裝置………………………………………………………………7
2.2.1 實(shí)驗(yàn)器材…………………………………………………………………7
2.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置…………………………………………………………………7
2.3 實(shí)驗(yàn)原理………………………………………………………………………8
2.3.1 調(diào)0………………………………………………………………………8
2.3.2 計(jì)算方法…………………………………………………………………12
2.3.3 用光杠桿來(lái)檢測(cè)測(cè)量的準(zhǔn)確性……………………………………………13
2.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟………………………………………………………………14
3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析……………………………………………………14
3.1 數(shù)據(jù)記錄與處理………………………………………………………………14
3.2 結(jié)果分析………………………………………………………………………16
結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………………17
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………17
英文摘要……………………………………………………………………………17
致謝…………………………………………………………………………………18
磁場(chǎng)在微小長(zhǎng)度測(cè)量中的應(yīng)用
摘要： 根據(jù)電磁學(xué)原理和傳感器技術(shù)，將微小長(zhǎng)度變化轉(zhuǎn)變成磁阻變化，然后將磁阻變化轉(zhuǎn)化成電感變化，電感變化轉(zhuǎn)變成外電路電壓的變化，利用電感傳感器將長(zhǎng)度的較小的變化被轉(zhuǎn)換成電壓的較大的變化。據(jù)理論推導(dǎo)，得出微小長(zhǎng)度的變化與外電路電壓的變化成正比，因此通過(guò)測(cè)量電壓的變化可計(jì)算出微小長(zhǎng)度變化。然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，制作了1個(gè)能實(shí)現(xiàn)以上轉(zhuǎn)變的電感傳感器，利用該傳感器來(lái)測(cè)量微小長(zhǎng)度變化，并將測(cè)量結(jié)果與光杠桿的測(cè)量結(jié)果相比較，得出用電感傳感器測(cè)量微小長(zhǎng)度是可行的，并且，在1定范圍內(nèi)，它的測(cè)量精度比光杠桿的測(cè)量精度更高，從而研究了磁場(chǎng)在微小長(zhǎng)度測(cè)量中的應(yīng)用。該裝置設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，可以在生產(chǎn)、生活中廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：微小長(zhǎng)度變化；傳感器；應(yīng)用研究；電感
前言
測(cè)量微小長(zhǎng)度變化在我們的生產(chǎn)生活中有著重要的應(yīng)用。測(cè)出微小長(zhǎng)度變化，我們可以計(jì)算出物體的熱膨脹系數(shù)，磁致伸縮系數(shù)，從而幫助我們深入了解物體的熱性質(zhì)和磁性質(zhì)。測(cè)量微小長(zhǎng)度變化，我們可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械0部件的微小位移，了解機(jī)械運(yùn)作的正常狀況，防止機(jī)械故障的產(chǎn)生。測(cè)量微小長(zhǎng)度變化，我們可以知道橋梁，水壩等建筑物的變形，從而采取有效的措施，防止重大事故的發(fā)生。因此，加強(qiáng)微小長(zhǎng)度測(cè)量方面的研究對(duì)保障我們生產(chǎn)生活的順利進(jìn)行是相當(dāng)必要的。
用來(lái)測(cè)量微小長(zhǎng)度的器件很多，最常用的是游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微儀。它們使用方便，可直接測(cè)量微小長(zhǎng)度，但精度不高，對(duì)于0.01mm以下的長(zhǎng)度便無(wú)法測(cè)量。目前，我們通常采用光學(xué)的辦法來(lái)測(cè)量微小長(zhǎng)度。比如光杠桿的反射放大法，測(cè)量顯微鏡的放大法，激光干涉法，單縫衍射法[2,3]。光學(xué)方法通常精度很高，有的可達(dá)納米級(jí)，但是光學(xué)儀器成本昂貴，而且光學(xué)儀器要比較好的穩(wěn)定性，不便 隨便移動(dòng)，因此在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中受到很大限制。如果用電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)測(cè)量微小長(zhǎng)度變化，則設(shè)備簡(jiǎn)單便宜，容易移動(dòng)、組裝，而且測(cè)量的精度也能達(dá)到1--5μm的范圍[1]，因此在生產(chǎn)生活中有比較高的利用價(jià)值。
在利用磁場(chǎng)測(cè)量微小長(zhǎng)度變化時(shí)，通過(guò)磁場(chǎng)的變化不易直接發(fā)現(xiàn)微小長(zhǎng)度的變化，因此可以采用轉(zhuǎn)換測(cè)量法，將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)變成外電路電壓的變化,然后通過(guò)測(cè)量外電路電壓的變化來(lái)計(jì)算微小長(zhǎng)度變化。
1 理論分析
1.1 檢測(cè)原理
用磁場(chǎng)測(cè)量微小長(zhǎng)度的器材結(jié)構(gòu)如圖1所示，我們通常叫它變磁阻式傳感器．它由線圈、鐵芯和銜鐵3部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成, 在鐵芯和銜鐵之間有氣隙, 氣隙厚度為δ, 傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí), 氣隙厚度δ發(fā)生改變, 引起磁路中磁阻變
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