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利用超慢电磁”波速”进行铝板测厚实验: 热度 11 fanjing1 2016-5-8 10:20; 序 : 一群老大不小的人，不少还是砖家。为了一个纯科学问题，居然争论的面红耳赤。这是怎样的科学精神？！在这争论之中，我们不得不忘记自己的年龄、职称、地位，因为网络是平的，大家都是网民。既然是网民，就得拿出点儿“我是流氓我怕谁”的气魄，想方设法抱得美人归，别管它是 82 还是 28 。一时间，黄秀清明了心，徐晓见了性，高山评了审，众人得了乐。我敬佩：张操老师上下求索，志在千里；徐晓老师巧妙判决，洞察间隙；王虹宇老师博闻强志，运用洒脱。孔子云：知之为知之，不知为不知。是故，应文克玲老师的要求，做了利用超慢电磁场对铝板进行测厚的实验。请大家指导。实验时间 : 2016 年 5 月 7 日上午，星期六天气：多云，室温 25 度左右。实验地点：南阳理工学院智慧能源实验室实验目的：使用电磁学方法对铝板的厚度进行精确测量，达到工程应用的目的。实验设备 : 1 、测量发射线圈： 1# 空心铜线圈，平均直径约 32mm ，电感量 649uH 。 2 、测量接收线圈： 2# 空心铜线圈，平均直径约 32mm ，电感量 558uH 。 3 、示波器：安捷伦 DSO3034A ，实时采样频率 4G/S 。 4 、信号发射器： Rigol 4062 ，双通道同步任意波形发生器 5 、金属铝板，板厚 2.8mm 。共 4 块。实验步骤 : 1、本实验测量系统原理是：信号发生器产生高斯脉冲信号，送入1#发射线圈，同时连接示波器探头CH1；2#接收线圈连接示波器探头CH3。比较CH1和CH3的波形峰值点，测量延迟时间t，进而计算电磁脉冲穿越铝板的速度。 2、设定发射信号为高斯脉冲，具体如图1。图1 发射高斯脉冲信号 3、使用空心线圈，比较发射与接收信号的时间差，以校正系统误差。图2a 发射和接收线圈靠在一起图2b 发射波形和接收波形示波器通道 1 连接发射线圈，通道 3 连接接收线圈。示波器的输入阻抗均为 1M 欧姆。校正系统时发现，发射波形与接收波形在最高点的时间几乎重合。我们真的要感谢这个时代工程师们的劳动。值得说明的是：这样的测量实际上是电磁感应的方向，对于正弦波而言，勉强可称为相速度，是超光速的。理论上时间差为零。 4 、在线圈之间分别加入一层、两层、三层、四层相同厚度（约 2.8mm ）的铝板。测量接收端高斯波的滞后情况。图3 发射和接收线圈中间放置铝板的样子注：发射线圈放在铝板下面，接收线圈放在铝板上面，旁边放了一本冯慈章老师的老版《电磁场》，以稳定探头，同时也借冯老师的气场稳住我躁动的心。 5、一层铝板测量结果图4 一层铝板测试结果我们发现，在发射和接收线圈之间放置一层铝板， CH3 通道比 CH1 通道的脉冲信号滞后 158uS 。这是电磁场穿透铝板需要的时间。根据 V=S/t ，可以得出： V=17.7 米 / 秒。 6、二层铝板测量结果图5 二层铝板测试结果放置两层铝板， CH3 通道比 CH1 通道的脉冲信号滞后 340uS 。根据 V=S/t=2.8mm/ （ 340uS-158uS ） =15.3 米 / 秒。请注意：为了方便比较时间 t ，我们调整了示波器 CH3 通道的放大倍数。因为信号透过铝板后会有较大的衰减。 7、三层铝板测量结果图6 三层铝板测试结果放置三层铝板， CH3 通道比 CH1 通道的脉冲信号滞后 544uS 。根据 V=S/t ，可以得出： V=13.7 米 / 秒。 8、四层铝板测量结果图7 四层铝板测试结果放置四层铝板， CH3 通道比 CH1 通道的脉冲信号滞后 800uS 。根据 V=S/t ，可以得出： V=10.9 米 / 秒。请注意，由于信号较弱， CH3 波峰前可以看到一个很小的峰，这是绕射的磁力线所致。结论：我们可以使用测量脉冲时间t的方法，确定金属厚度。如果网页图不清，可以下载word版。铝板测厚实验.docx; 个人分类: 个人随笔|5241 次阅读|30 个评论

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