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厦门大学嘉庚学院传感器
实验报告
实验项目:实验一、二、三金属箔式应变片
——单臂、半桥、全桥
实验台号:
专业: 物联网工程
年级: 2014级
班级: 1班
学生学号: ITT4004
学生姓名: 黄曾斌
实验时间: 2016 年 5 月 20 日
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。
金属电阻丝在未受力时,原始电阻值为R=ρL/S 。
电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:
式中为电阻丝电阻的相对变化,为应变灵敏系数,为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位的受力状态变化,电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
输出电压:
:电桥中只有一个臂接入被测量,其它三个臂采用固定电阻;输出O1。
:如果电桥两个臂接入被测量,另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥,又称为半桥形式;半桥电压输出O2。
:如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。全桥电压输出O3。
CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。
-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模块的左上方的BF1、BF2、BF3、BF4。加热丝也接于模块上,可用万用表进行测量判别,RBF1= RBF2= RBF3= RBF4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右应变片
引出线
固定垫圈
固定螺丝
限程螺丝
模块
弹性体
托盘
加热丝
应变片
图1-1 应变式传感器安装示意图
。
,读取电压表数值,依次增加砝码和读取相应的电压表值,直到200g砝码加完。记下实验结果填入表1-1,关闭电源。
表1-1 单臂电桥输出电压与加负载重量值
重量(g)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
电压(mv)
0
14
回程测量电压(mv)
-1计算系统灵敏度S,S=(输出电压变化量;重量变化量)计算线性误差:f1=F •S×100%,式中为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差:F •S满量程输出平均值,此处为200g测量出的电压。
由所得数据绘出单臂电桥的传感器特性曲线如下
(mv)
(g)
(1) 计算系统灵敏度
Δu= 
ΔW=20g 
S=Δu/ΔW= 
(2)计算非线性误差:
Δm =(0+++++++++14+)/11= 
yFS= 
δf1 =Δm / yFS×100%=% 
单