文档介绍：实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验一、实验目的: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。二、基本原理: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:ΔR/R=Kε式中:ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L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受力状态变化。电桥的作用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。对单臂电桥输出电压Uo1=EKε/4。三、需用器件与单元:主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、4位数显万用表(自备)。应变片单臂电桥性能实验安装、接线示意图实验数据重量(g)20406080100120140160180200电压(mv)51016212531364147524、根据表1计算系统灵敏度S=ΔU/ΔW(ΔU输出电压变化量,ΔW重量变化量)和非线性误差δ,解:S=200/47==Δm/yFS×100%=2/200×100%=1%四、,并绘制出单臂电桥时传感器的特性曲线。实验误差:产生非线性误差的原因:电阻变化率△R/R不可能完全成线性增加。实验二金属箔式应变片—半桥性能实验一、实验目的:比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。二、基本原理:不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边,电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压UO2=EKε/2。图2应变式传感器半桥接线图三、需用器件与单元:主机箱、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。画出实验曲线,计算灵敏度S2=U/W,非线性误差δ。重量(g)20406080100120140160180200电压(mV)1324334353647484941042、由所得数据绘出半桥电桥的传感器特性曲线如下:3、(1)计算系统灵敏度:ΔV=(24-13)+(43-13)++(104-94)/9=(104-24)/9==20gS=ΔV/ΔW=(2)计算非线性误差:Δm=(13+24+33+43+53+64+74+84+94+104)/10==104mVδf=Δm/yFS×100%=%误差分析:电桥原理上存在非线性误差实验三金属箔式应变片—全桥性能实验一、实验目的:了解全桥测量电路的优点。二、基本原理:全桥测量电路中,将受力方向相同的两应变片接入电桥对边,相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值:R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压U03=KEε。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到改善。三、需用器件和单元:主机箱、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。图3—1全桥性能实验接线图实验数据重量(g)20406080100120140160180200V(mv)1630466076901061211361522、由所得数据绘出半桥电桥的传感器特性曲线如下全桥传感器特性曲线由图可知,全桥的传感器特性曲线的线性特性良好,电桥输出灵敏度很高。3、(1)计算系统灵敏度:ΔV=(30-16)+(60-46)++(152-136)/9=(152-30)/9==20gS=ΔV/ΔW=(2)计算非线性误差:Δm=(16+30+46+60+76+90+106+121+136+152)/10==152mVδf=Δm/yFS×100%=%图3-2应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图误差分析:仪器本身存在系统误差,读数误差。实验九差动变压器的性能实验一、实验目的:了解差动变压器的工作原理和特性。二、基本原理:差动变压器由一只初级线圈和二只次线圈及一个铁芯组成,根据内外层排列不同,有二段式和三段式,本实验采用三段式结构。当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移,从而使初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化,一只次级感应电势增加,另一只感应电势则减少,将两只次级反向串接(同名端连接),就引出差动电势输出。其输出电势反映出被测体的移动量。三、需用器件与单元:主机箱、差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。测微头组成和读数如图9—1测微头读数图图9—1测位头组成与读数图9—2差动变压器性能实验安装、接线图V(mv)17813594502349100139189227X(mm)-----p-=-