磁場(chǎng)在微小長(cháng)度測量中的應用

目錄
中文摘要………………………………………………………………………………1
前言……………………………………………………………………………………1
1 理論分析…………………………………………………………………………1
1.1  檢測原理………………………………………………………………………1
1.2  輸出特性………………………………………………………………………3
1.3  改進(jìn)型的檢測原理………………………………………………………………4
1.4  測量電路………………………………………………………………………5
1.4.1 交流電橋式測量電路………………………………………………………5
1.4.2 變壓器式交流電橋…………………………………………………………6
1.4.3 諧振式測量電路……………………………………………………………6
2 實(shí)驗研究…………………………………………………………………………7
2.1  實(shí)驗目的………………………………………………………………………7
2.2  實(shí)驗器材及裝置………………………………………………………………7
2.2.1 實(shí)驗器材…………………………………………………………………7
2.2.2 實(shí)驗裝置…………………………………………………………………7
2.3 實(shí)驗原理………………………………………………………………………8
2.3.1 調0………………………………………………………………………8
2.3.2 計算方法…………………………………………………………………12
2.3.3 用光杠桿來(lái)檢測測量的準確性……………………………………………13
2.4 實(shí)驗內容及步驟………………………………………………………………14
3 實(shí)驗數據處理及結果分析……………………………………………………14
3.1 數據記錄與處理………………………………………………………………14
3.2 結果分析………………………………………………………………………16
結束語(yǔ)………………………………………………………………………………17
參考文獻……………………………………………………………………………17
英文摘要……………………………………………………………………………17
致謝…………………………………………………………………………………18
磁場(chǎng)在微小長(cháng)度測量中的應用

 

摘要：  根據電磁學(xué)原理和傳感器技術(shù)，將微小長(cháng)度變化轉變成磁阻變化，然后將磁阻變化轉化成電感變化，電感變化轉變成外電路電壓的變化，利用電感傳感器將長(cháng)度的較小的變化被轉換成電壓的較大的變化。據理論推導，得出微小長(cháng)度的變化與外電路電壓的變化成正比，因此通過(guò)測量電壓的變化可計算出微小長(cháng)度變化。然后通過(guò)實(shí)驗方案的設計和實(shí)施，制作了1個(gè)能實(shí)現以上轉變的電感傳感器，利用該傳感器來(lái)測量微小長(cháng)度變化，并將測量結果與光杠桿的測量結果相比較，得出用電感傳感器測量微小長(cháng)度是可行的，并且，在1定范圍內，它的測量精度比光杠桿的測量精度更高，從而研究了磁場(chǎng)在微小長(cháng)度測量中的應用。該裝置設備簡(jiǎn)單，使用方便，可以在生產(chǎn)、生活中廣泛應用。
關(guān)鍵詞：微小長(cháng)度變化；傳感器；應用研究；電感

前言
    測量微小長(cháng)度變化在我們的生產(chǎn)生活中有著(zhù)重要的應用。測出微小長(cháng)度變化，我們可以計算出物體的熱膨脹系數，磁致伸縮系數，從而幫助我們深入了解物體的熱性質(zhì)和磁性質(zhì)。測量微小長(cháng)度變化，我們可以發(fā)現機械0部件的微小位移，了解機械運作的正常狀況，防止機械故障的產(chǎn)生。測量微小長(cháng)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，加強微小長(cháng)度測量方面的研究對保障我們生產(chǎn)生活的順利進(jìn)行是相當必要的。
    用來(lái)測量微小長(cháng)度的器件很多，最常用的是游標卡尺，螺旋測微儀。它們使用方便，可直接測量微小長(cháng)度，但精度不高，對于0.01mm以下的長(cháng)度便無(wú)法測量。目前，我們通常采用光學(xué)的辦法來(lái)測量微小長(cháng)度。比如光杠桿的反射放大法，測量顯微鏡的放大法，激光干涉法，單縫衍射法[2,3]。光學(xué)方法通常精度很高，有的可達納米級，但是光學(xué)儀器成本昂貴，而且光學(xué)儀器要比較好的穩定性，不便 隨便移動(dòng)，因此在實(shí)際應用當中受到很大限制。如果用電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)測量微小長(cháng)度變化，則設備簡(jiǎn)單便宜，容易移動(dòng)、組裝，而且測量的精度也能達到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)測量微小長(cháng)度變化時(shí)，通過(guò)磁場(chǎng)的變化不易直接發(fā)現微小長(cháng)度的變化，因此可以采用轉換測量法，將磁場(chǎng)的變化轉變成外電路電壓的變化,然后通過(guò)測量外電路電壓的變化來(lái)計算微小長(cháng)度變化。

1 理論分析
1.1　檢測原理
    用磁場(chǎng)測量微小長(cháng)度的器材結構如圖1所示，我們通常叫它變磁阻式傳感器．它由線(xiàn)圈、鐵芯和銜鐵3部分組成。鐵芯和銜鐵由導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, 傳感器的運動(dòng)部分與銜鐵相連。當銜鐵移動(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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