文档介绍：杭州英联科技有限公司 YL9XX 系列传感器实验指南 1 实验一金属箔式应变片性能——单臂电桥一、实验目的: 了解金属箔式应变片,单臂电桥的工作原理和工作情况。二、基本原理: 本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工作情况。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻也随之发生相应的变化,通过测量电路,转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种。当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻 R 1、R 2、R 3、R 4中,电阻的相对变化率分别为ΔR 1/R 1、ΔR 2/R 2、ΔR 3/R 3、ΔR 4/R 4,当使用一个应变片时, ∑R RR ??;当两个应变片组成差动状态工作,则有∑R RR ?? 2 ;用四个应变片组成两个差对工作, 且 R 1=R 2=R 3=R 4=R,∑R RR ?? 4 。由此可知,单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。三、需用器件与单元: 直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、 F/V 表、主、副电源。四、旋钮初始位置: 直流稳压电源打到±2V档, F/V 表打到 2V档,差动放大增益最大。五、实验步骤: 1、了解所需单元、部件在实验仪上的位置,观察梁上的应变片,应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下两片梁的外表面各贴两片受力应变片和一片补偿应变片, 测微头在双平行梁前面的支座上,可以上、下、前、后、左、右调节。 2 、将差动放大器调零:用连线将差动放大器的正(+) 、负(–) 、地短接。将差动放大器的输出端与 F/V 表的输入插口 V i相连;开启主、副电源;调节差动放大器的增益到最大位置,然后调整差动放大器的调零旋钮,使 F/V 表显示为零,关闭主、副电源。 3、根据图 1接线。R 1、R 2、R 3为电桥单元的固定电阻;R x=R 4为应变片。将稳压电源的切换开关置±4V档, F/V 表置 20V 档,调节测微头脱离双平行梁,开启主、副电源,调节电桥平衡网络中的 W 1,使F/V 表显示为零,然后将 F/V 表置 2V档,再调电桥 W 1(慢慢地调),使 F/V 表显示为零。 YL9XX 系列传感器实验指南杭州英联科技有限公司 2 4 、将测微头转动到 10mm 刻度附近,安装到双平行梁的自由端(与自由端磁钢吸合),调节测微头支柱的高度(梁的自由端跟随变化)使F/V 表显示最小,再旋动测微头,使 F/V 表显示为零(细调零),这时的测微头刻度为零位的相应刻度。 5、往上或往下旋动测微头,使梁的自由端产生位移,记下 F/V 表显示的值。建议每旋动测微头一周即?X= 记一个数值填入下表: 位移( mm) 电压( mv) 6 、根据所得结果计算系统灵敏度 S=ΔV/ΔX(式中ΔV为F/V 显示的相应电压变化, ΔX为梁的自由端位移变化)。注意事项: 1、电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在,仅作为一标记,让学生组桥容易。 2、做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小,以减小其对直流电桥的影响。 3、电位器 W 1、W 2,在有的型号仪器中标为 RD、RA。六、思考题: 1、本实验电路对直流稳压电源和放大器有何要求? 2 、根据所给的差动放大器电路原理图(见附表一) ,分析其工作原理,说明它既能作差动放大,又可作同相或反相放大器。 V ?????????????? 11R X?????????????????+ R 1R 2R 3rW 1 +4V -4V ??? W2 W1 W2 W1 C R2 R1r R3 ???????????? 10 11?1 杭州英联科技有限公司 YL9XX 系列传感器实验指南 3 实验二金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥比较一、实验目的: 验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。二、基本原理: 说明实际使用的应变电桥的性能和原理。已知单臂、半桥和全桥电路的∑R分别为:ΔR/R 、2ΔR/R 、4ΔR/R 。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于 4 1 ?E?∑R,电桥灵敏度 K u=V/ ΔR/R ,于是对应单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为 1/4E 、1/2E 和E。由此可知,当E和电阻相对变化一定时,电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。三、需用器件与单元: 直流稳压电源、差动放大器、电桥、 F/V 表、测微头、双平行梁、应变片、主、副电源。四、旋钮初始位置: 直流稳压电源打到±2V档,F/V 表打到 2V档, 差动放大器增益打到最大。五、实验步骤: 1、按实验一的方法将差动放大器调零后,关闭主、副电源。 2、按图 1接线,图中 R x=R 4为工作片, r及W 1为电桥平衡