第4章（电涡流传感器）在线练习 思考题与习题 1.单项选择题 1)欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为。而用于测量小位移的螺线管式自 感传感器以及差动变压器线圈的激励源频率通常约为。 A.50 100Hz B.110kHz C.1050kHz D.100kHz 2MHz 2)电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出的靠近程度。 A.人体B.水C.黑色金属零件D.塑料零件 3)电涡流探头的外壳用制作较为恰当。 A.不锈钢B.塑料C.黄铜D.玻璃 4)当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感L,调频转换电路 的输出频率f。 A.不变B.增大C.减小 5)欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为左右的电涡流探头。欲测量油管表面 和细小裂纹，应选择直径为左右的探头。 A.0.1 mm B.5mm C.50mm D.500mm 6)用图5-12b的方法测量齿数Z=60的齿轮的转速，测得f=400Hz,则该齿轮的 转速 n等于__A_r/min。 A.400B.3600C.24000D.60 2.用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动，己知传感器的灵敏度为 2.5mV/mm。最大线性范围（优于1%）为5mm。现将传感器安装在主轴的右侧，如图4-19 a所示。使用高速记录仪记录下的振动波形如图4-19b所示。问：
第 4 章（电涡流传感器）在线练习 思考题与习题 1. 单项选择题 1 ）欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为。而用于测量小位移的螺线管式自 感传感器以及差动变压器线圈的激励源频率通常约为。 A. 50~100Hz B. 1~10kHz C.10~50kHz D. 100kHz~2MHz 2 ） 电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出的靠近程度。 A. 人体 B. 水 C. 黑色金属零件 D. 塑料零件 3 ）电涡流探头的外壳用制作较为恰当。 A. 不锈钢 B. 塑料 C. 黄铜 D. 玻璃 4 ） 当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感 L，调频转换电路 的输出频率 f。 A. 不变 B. 增大 C. 减小 5 ）欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为左右的电涡流探头。欲测量油管表面 和细小裂纹，应选择直径为左右的探头。 A. 0.1 mm B. 5mm C. 50mm D. 500mm 6 ）用图 5-12b 的方法测量齿数 Z =60 的齿轮的转速，测得 f =400Hz ，则该齿轮的 转速 n 等于 __ _A_ __r/min 。 A. 400 B. 3600 C . 24000 D. 60 2. 用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动，已知传感器的灵敏度为 2.5mV/mm 。最大线性范围（优于 1% ）为 5mm 。现将传感器安装在主轴的右侧，如图 4 -19 a 所示。使用高速记录仪记录下的振动波形如图 4-19 b 所示。问：
40ms 777 a） b 图4-19电涡流式测振仪测量示意图 1)轴向振动a m sin w t的振幅am为多少？ 2)主轴振动的基频f是多少？ 3)振动波形不是正弦波的原因有哪些？ 4)为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器与被测金属的安装距离1为多 少毫米为佳？ 3.图4-20是金属零件自动装箱检测控制系统示意图，金属零件陆续从落料管中落到 正下方的零件盒中。当零件盒中的数量达到设定值W时停止落料。传送机构动作，将下一 个空盒传送到落料管正下方… 出7超， 工司公 图4-20金属零件分装、计数系统 1)请你将电涡流探头（考虑下落物体位置的随机性，不能采用电涡流接近开关）画 在适当的位置上，以便有效地检测下落零件的个数。 2)在电涡流探头的右边画出整个测控系统的原理框图
图 4-19 电涡流式测振仪测量示意图 1 ）轴向振动 a m sin w t 的振幅 a m 为多少？ 2 ）主轴振动的基频 f 是多少？ 3 ）振动波形不是正弦波的原因有哪些？ 4 ）为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器与被测金属的安装距离 l 为多 少毫米为佳？ 3. 图 4-20 是金属零件自动装箱检测控制系统示意图，金属零件陆续从落料管中落到 正下方的零件盒中。当零件盒中的数量达到设定值 N 时停止落料。传送机构动作，将下一 个空盒传送到落料管正下方…… 图 4-20 金属零件分装、计数系统 1 ）请你将电涡流探头 ( 考虑下落物体位置的随机性，不能采用电涡流接近开关 ) 画 在适当的位置上，以便有效地检测下落零件的个数。 2 ）在电涡流探头的右边画出整个测控系统的原理框图
4.电焊条外面包有一层药皮。在焊接时，药皮熔化，覆盖在高温熔融焊料上面，起隔 绝空气、防止氧化作用。如果药皮涂敷不均匀会影响焊接质量。图4-21是检测药皮厚度均 匀性的示意图。请分析填空： 图4-21电焊条药皮厚度不均匀度检测 1一电焊条芯2一药皮3一电涡流探头 1)因为药皮是（导电/不导电）材料，所以对电涡流探头不起作用。 2)药皮越薄，电涡流探头与金属焊条的间距就越 一，焊条表面的电涡流就越 ，电涡流探头线圈的等效电感量L就越， 调频式转换电路输出频率f就 越 。根据f的大小可以判断出药皮的厚度是否合格。 5.请参考图4-17c,画出与之不同的NPN、常开型、输出端已接上拉电阻的电涡 流接近开关的输入/输出特性曲线（滞差特性曲线）。 6.测量叶片的共振频率方法如图4-22b所示，现将电涡流探头接到图4-3所示的调 幅测量转换电路中。该电路的振幅/电压(Xm/U0)特性曲线如图4-22b所示，用 示波器测得的振动波形如图4-22a所示，为简谐振动（正弦振动）。求：
4. 电焊条外面包有一层药皮。在焊接时，药皮熔化，覆盖在高温熔融焊料上面，起隔 绝空气、防止氧化作用。如果药皮涂敷不均匀会影响焊接质量。图 4-21 是检测药皮厚度均 匀性的示意图。请分析填空： 图 4-21 电焊条药皮厚度不均匀度检测 1 —电焊条芯 2 —药皮 3 —电涡流探头 1 ）因为药皮是 ______ （导电 / 不导电）材料，所以对电涡流探头不起作用。 2 ）药皮越薄，电涡流探头与金属焊条的间距就越 ______ ，焊条表面的电涡流就越 ______ ，电涡流探头线圈的等效电感量 L 就越 ______ ，调频式转换电路输出频率 f 就 越 ______ 。根据 f 的大小可以判断出药皮的厚度是否合格。 5. 请参考图 4 -17 c ，画出与之不同的ＮＰＮ、常开型、输出端已接上拉电阻的电涡 流接近开关的输入 / 输出特性曲线（滞差特性曲线）。 6. 测量叶片的共振频率方法如图 4-22b 所示，现将电涡流探头接到图 4-3 所示的调 幅测量转换电路中。该电路的振幅 / 电压（ X m / U o ）特性曲线如图 4-22b 所示，用 示波器测得的振动波形如图 4 -22 a 所示，为简谐振动（正弦振动）。求∶
Uo/V 12 8 10 ATP/AZ:abe7TOA -8 4 2 (1=20℃ 0 'cc=12V) 2 -10-6-20246810 time:2ms/div Ym /mm 图4-22叶片振动测量 a)示波器显示的波形b)Xm/Uo特性曲线 ·叶片振动的峰峰值Xpp为多少mm? ·叶片振动的幅度Xm为多少mm? ·叶片振动的周期T及频率f为多少赫兹？ 写出叶片振动的数学表达式x=Im sin w t(mm)。 7.请参考图4-11、4-12的基本原理，构思一个多功能警棍，希望能够实现：①产 生强烈眩光：②产生30kV(3万伏)左右的高压：③能在50mm距离内探测出犯罪 嫌疑人是否携带枪支或刀具。 请画出该警棍的外形图，包括眩光灯按键、高压发生器按键、报警LED、电源总开关 等，并写出使用说明书。 8.工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大 家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为例，来了解其他运动机构的类似原理。 现要求在自行车的适当位置安装一套传感器及有关电路，使之能显示出车速(km/小)、 及累计公里数(km),当车速未达到设定值(vmin)时绿色LED闪亮，提示运动员加 速：当累计公里数达到设定值(Lmax)时，红色LED闪亮、喇叭响，提示运动员停下 休息，计数器同时复位，为下一个行程作准备。具体要求如下： 1)你所选择的测圈数的传感器是。 2)画出传感器及显示器在自行车上的安装简图（必须较形象地画出自行车及传感器， 并标出传感器的安装位置。 3)画出测量转换电路原理框图（包括显示电路、电源等）
图 4-22 叶片振动测量 a ） 示波器显示的波形 b ） X m / U o 特性曲线 • 叶片振动的峰峰值 X pp 为多少 mm ？ • 叶片振动的幅度 X m 为多少 mm ？ • 叶片振动的周期 T 及频率 f 为多少赫兹 ？ • 写出叶片振动的数学表达式 x = X m sin w t （ mm ）。 7. 请参考图 4-11 、 4-12 的基本原理，构思一个多功能警棍，希望能够实现： ① 产 生强烈眩光； ② 产生 30kV （ 3 万伏）左右的高压； ③ 能在 50mm 距离内探测出犯罪 嫌疑人是否携带枪支或刀具。 请画出该警棍的外形图，包括眩光灯按键、高压发生器按键、报警 LED 、电源总开关 等，并写出使用说明书。 8. 工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大 家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为例，来了解其他运动机构的类似原理。 现要求在自行车的适当位置安装一套传感器及有关电路，使之能显示出车速（ km/h ）、 及累计公里数 (km) ，当车速未达到设定值（ v min ）时绿色ＬＥＤ闪亮，提示运动员加 速；当累计公里数达到设定值 ( L max ) 时，红色 LED 闪亮、喇叭响 , 提示运动员停下 休息，计数器同时复位，为下一个行程作准备。具体要求如下： 1 ）你所选择的测圈数的传感器是 。 2 ）画出传感器及显示器在自行车上的安装简图（必须较形象地画出自行车及传感器， 并标出传感器的安装位置。 3 ）画出测量转换电路原理框图（包括显示电路、电源等）
4)写出公里数L与车轮直径D(m)及转动圈数N之间的计算公式： L=km(1km=1000m)。 写出车速与每圈转动的距离及所花时间t1(s,1=3600s)之间的关系： v=km/h。 5)简要说明工作原理
4 ）写出公里数 L 与车轮直径 D （ m ）及转动圈数 N 之间的计算公式： L = km （ 1 km = 1000m ）。 写出车速与每圈转动的距离及所花时间 t 1 （ s ， 1h=3600s ）之间的关系： v = km/h 。 5 ）简要说明工作原理