文档介绍：实验1 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验
实验1 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验
一、实验目的:
1、了解金属箔式应变片的应变效应
2、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 U= EKε/4。 o1
三、需用器件与单元:
应变式传感器实验模板、应变式传感器,电子秤、砝码、数显表、?15V电源、?4V电源、万用表(自备)。
四、实验步骤:
1、根据图(1,1)应变式传感器(电子秤)已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模
板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R,R,R123
,R,350Ω，加热丝阻值为50Ω左右 4
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图1,1 应变式传感器安装示意图
2、接入模板电源?15V(从主控台引入)，检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板调节增益
电位器R顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与W3
地短接，输出端与主控台面板上数显表输入端V相连，调节实验模板上调零电位器R，使数显iW4
表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)。关闭主控箱电源(注意:当R、R的位置一旦确w3w4
定，就不能改变。一直到做完实验为止)。
3、将应变式传感器的其中一个电阻应变片R(即模板左上方的R)接入电桥作为一个桥臂与R、115
R、R接成直流电桥(R、R、R模块内已接好)，接好电桥调零电位器R，接上桥路电源?67567W1
4V(从主控台引入)如图1,2所示。检查接线无误后，合上主控台电源开关。调节R，使数显W1
表显示为零。
图1,2 应变式传感器单臂电桥实验接线图
4、在电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g(或
500 g)砝码加完。记下实验结果填入表1,1，关闭电源。
重量(g) 电压(mv)
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5、根据表1,1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
=Δm/y×100,式中Δm为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差:yδ?f1F..S FS
满量程输出平均值，此处为200g(或500g)。
五、思考题:
单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用:(1)正(受拉)应变片(2)负(受压)应变片(3)正、负应变片均可以。
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实验2 金属箔式应变片――半桥性能实验
一、实验目的:
1、半桥工作原理和性能。
2、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U,EKε,2。 O2
三、需用器件与单元:
应变式传感器实验模板、应变式传感器,电子秤、砝码、数显表、?15V电源、?4V电源、万用表(自备)。
四、实验步骤:
1、传感器安装同实验1。做实验1的步骤2，实验模板差动放大器调零。
2、根据图2,1接线。R、R为实验模板左上方的应变片，注意R应和R受力状态相反，即将传感1221
器中两片受力相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片作为电桥的相邻边。接入桥路电源?4V，
调节电桥调零电位器R进行桥路调零，实验步骤3、4同实验1中4、5的步骤，将实验数据记W1
入表2,1，计算灵敏度S,U,W，非线性误差δ。若实验时无数值显示说明R与R为相同受2f221
力状态应变片，应更换另一个应变片。
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图2,1应变式传感器半桥实验接线图
表2,1半桥测量时，输出电压与加负载重量值
重量电压
五、思考题:
1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在:(1)对边(2)邻边。 2、桥路(差动电桥)测量时存在非线性误差，是因为:(1)电桥测量原理上存在非线性(2)应变片
)调零值不是真正为零。应变效应是非线性的(3
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实验3 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，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值:R,R,R,R，12