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实验一--谐波分析实验
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实验一 谐波分析实验
（波形分解、合成不失真条件研究）
一、实验目的
1．了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程。
2．观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，电缆有什么好处？
3．传感器与金属板之间加入纸、塑料、油和脂等物，对频率输出有无影响？可
以试一下）为什么？加入金属板是否也无影响？
4．由所得数据绘制出曲线，分析不同测试对象的材质对涡流传感器使用上有何影响？
（铝材质与45#钢材质在范围及灵敏度上有何不同。）
5．实验中所用传感器的可测量范围为多少毫米？一般的涡流传感器的测量范围是多少？
实验三 电动力式速度传感器的校准
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一、实验目的
1．熟悉电动力式传感器的工作原理和应用范围；
2．了解传感器绝对校准法的原理；标定电动力式速度传感器的灵敏度、幅值线性度、
幅频特性、固有频率等。

二、实验装置及原理
GF－10
功率放大器
XD－2
信号发生器
示波器
毫伏表
激振器
读数显微镜
待校传感器
装置

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2．原理
新制造的电动力式传感器需要对其参数和性能进行标定，以便检查是否合乎设计要
求。另外，随着时间和周围环境的变化，使用中的传感器的参数也会有所变化，也需要进
行定期核准。
校准项目因传感器类型、使用条件、精度等各有所异，其中最重要的有灵敏度、幅值
线性度、频率响应函数等。
校准方法有绝对校准法和比较（相对）校准法两种。本实验采用的“绝对法”就是用高精度的仪器和装置产生并测量传感器的输入信号（如位移、振幅、速度、加速度或力等）， 改变输入信号频率就可测出传感器频率特性。该方法的特点是核准精度高，但设备复杂。
三、实验内容及步骤
1．电动力式速度传感器灵敏度标定
在 35（Hz）正弦信号之下，调整信号发生器的输出电压，并调整功率放大器的输出电压，使标定振幅（P－P）值为100μm，记下速度传感器的输出电压（mV）。双振幅由光学读数显微镜读取，并在示波器上观察激振器和传感器输出信号的波形及相位差，数据记入表3－1。
表3－1 激振频率35Hz
次数
双振幅2A
（um）
输出电压V
（mV）
灵敏度S
（mV／cm/ s）
1
100
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2
100
3
100
设单振幅为A（μm）
激振频率为f（Hz），角频率
则振动速度的有效值 (3－1)
传感器输出电压
则传感器灵敏度

（3－2）
2．幅值线性度标定
在35（Hz）正弦激振之下，调整标定台双振幅，记下传感器相应输出电压。数据记入表3－2。
按（3－2）式计算出平均灵敏度及幅值线性度，并用最小二乘法求幅值线性度。

3．绘制传感器幅频特性曲线
保持双振幅 2A＝ 100μm，（在频率较高时，由于激振功率限制， 2A达不到100μm，可适当减小）改变激振频率。数据列入表3－3。
表3－2
输出电压 双振幅
100
200
300
400
500
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(μm)
次数
1
2
表3－3
输出电压 频率
(mV) (Hz)
次数
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1
2
平均灵敏度
输出电压 频率
(mV) (Hz)
次数
20
25
30
35
40
45
50
55
60
1
2
平均灵敏度
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计算出在不同激振频率下速度传感器相应的灵敏度并绘制出幅频特性曲线（见图
S (mV/cm/sec)
f (Hz)
0
) 。
4．传感器相频特性实验表演
用电涡流传感