文档介绍：实验一应变片单臂电桥性能实验
一、 实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
二、 基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。 一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为
=〔(R1 + ^R1) / (R1 + ^R1 + R5)—R7/ (R7 + R6))E
={〔(R7+R6) (R1 + aR1)—R7 (R5+R1 + aR1)^/ [(R5+R1 + AR1) (R7+R6))} E
设 R1=R5 = R6 = R7，且△R1/R1=A R/RVV1，△ R/R=K£，K 为灵敏度系数。
则 Uoe (1 / 4)(aR1 / R1)E= (1 / 4)(aR / R)E= (1 / 4) K£ E
(b)、双臂(半桥)
同理:Uoo(1/2)(aR/R)E=(1/2)K£ E
(C)、全桥
同理:Uoo(^r/r)e=K£ E
6、箔式应变片单臂电桥实验原理图
图1—3应变片单臂电桥性能实验原理图
图中R5、R6、R7为350Q固定电阻，Ri为应变片；Rwi和R8组成电桥调平衡网络，E为供 桥电源土4V。桥路输出电压 Uo^(1 /4)(aR4/R4)E=(1 /4)(aR/R)E=(1 /4)Ks E。差 动放大器输出为Vo。
三、 需用器件与单元：主机箱中的土2V〜±10V (步进可调)直流稳压电源、±15V直流 稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码；41位数显万用表(自备)。
2
四、 实验步骤：
应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器(称 重传感器)、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验 模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上) 为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电 阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R6、R7是350Q固定电阻， 是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥(半桥)而设的其它桥臂电阻。加热器"5V是传感器上 的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变 片输入口，做应变片测量振动实验时用。
1、将托盘安装到传感器上，如图1—4所示。
图1—4 传感器托盘安装示意图
2、测量应变片的阻值：当传感器的托盘上无重物时，分别测量应变片R1、R2、R3、R4 的阻值。在传感器的托盘上放置10只砝码后再分别测量R1、R2、R3、R4的阻值变化，分析 应变片的受力情况（受拉的应变片：阻值变大，受压的应变片：阻值变小。）。
4（1/2）位
数显万用表
2 k档测阻值
OTSd
5VO
V
15O +
£
图1—5测量应变片的阻值示意图
3、实验模板中的差动放大器调零：按图1—6示意接线，将主机箱上的电压表量程切换 开关切换到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关；调节放大器的增益电位器Rw3合 适位置（先顺时针轻轻转到底，再逆时针回转1圈）后，再调节实验模板放大器的调零电位器 RW4，使电压表显示为零。
r i
i i-^ni
I I
I 直流稳压电源 I
I故障灯 故障灯|
I O X> X> O o I
压表 I
I 复位（+15V -15V +5V 复位 I
图1—6差动放在器调零接线示意图
4、应变片单臂电桥实验：关闭主机箱电源，按图1—7示意图接线，将土2V〜±10V可 调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡 电位器RW1，使主机箱电压表显示为零；在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码（尽 量靠近托盘的中心点放置），读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表1。
R1
5V
V
15 +
I
| 、， ±4V ±|'； ±87
|直流稳压电源±2V ±10V
1 f、
电压,表
+15V -15V
图1—7应变片单臂电桥实验接线示意图
dr df O' C?
JD 8 JO 9 -O «J£J
表1应变片单臂电桥性能实验数据
重量（g）
0
电压（mV）
0
5、根据表1数据作出曲线并计算系统灵敏度、=△ V/a W（△ V输出电压变化量，△ W重 量变化量）和非线性误差0，6 =△ m/yFS X100%式中△ m为输出值（多次测量时为平均值） 与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值，此处为200g。实验完毕，关闭电源。
实验二应变片