金属箔式应变片的性能试验.doc

一）单臂电桥性能检测法一、 实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理与性能，并掌握应变片测量电路二、 基本原理电阻丝在外力作用下发生机械形变时， 其电阻值会发生变化，这就是电阻应变效应且 7=K*e = K^噺电淫电耐瞰供；W目姝鯛蹴K为应变灵敏系 数）金属箔式应变片是一种敏感器件， 通过它可以转换被测部位的受力状态变化 而电桥的作用就是完成电阻到电压的变化，其输出反映了相应的受力状态单臂电桥输出电压沙三、 实验设备主机箱（ 二、二 二）、 应变式传感器实验模板、托盘、砝码四、 实验数据处理重量和电压数据重量（g）20406080100120140160180200电压（mV）491419242934394449重量和电压的关系曲线60—实测■■-拟合1. 计算单臂测量系统的灵敏度 S:班的平均值为： ---------. -..重量变化量 MV = 20（g）U；灵敏度 咗二 0.245（mV/g）2. 计算非线性误差一：这里以理论拟合直线，即以输出 0%为起点，满量程输出（此处为 49mV ）的49100%作终点的直线（ — 一）为基准直线如上图所示，可以看出，当砝码总重20g时取得最大偏差而 T畑，所以，「二二：「二二 _：： =_> o侧 49五、 思考题1. 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）（3）正、负应变片均可以?答：正、负应变片均可以。

当采用负应变片时，得到的电压是负值查阅传感器的相关资料，概述衡量传感器的性能特性都有哪些指标?答：静态特性：线性度、迟滞、重复性、阈值、灵敏度、稳定性、噪声、漂移;动态特性：时间常数 、阻尼系数-、固有频率.二）半桥性能检测法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,以消除当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压 厲打］址痰用非线性误差也可实验设备主机箱（ 二-二 二）、 应变式传感器实验模板、托盘、砝码四、 实验数据处理如 的 平 均 值 为重量和电压数据重量（g）20406080100120140160180200电压（mV）112130405060708090100iff =（11+ 10+ 9+ 10+ 10+ 10+10+10+10 +10）/10 = 10（mV）重童变化量 AW = 20（g）灵敏度 汀二二：「2.计算非线性误差_ :这里以理论拟合直线，即以输出 0%为起点，满量程输出（此处为 100mV）的]{|Q100%作终点的直线（巔 —- ） 为基准直线如上图所示，可以看出，当砝码总重20g时取得最大偏差止工- X -而，所以，「二二—[-二一，二：二一；。

五、 思考题1.半桥测量时两个不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在： （1）对边；（2）邻边答：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）应变片应变效应是非线性的； （3）调零值不是真正为零答：调零值不是真正为零三） 全桥性能检测法实验目的 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：:一 - -■ ■■..，其变化值丄；一丄：.-:-时，其桥路输出电压「•：二「二:七，「其输出灵敏度比半桥电路又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善实验设备主机箱（乂杲±15趴电压表）、应变式传感器实验模板、托盘、砝码四、 实验数据处理重量和电压数据重量（g）20406080100120140160180200电压（mV）2040597999119138158178197重量和电压的关系曲线T—实测拟合1.计算单臂测量系统的灵敏度 S:班 的 平 均5(1 = (20+20 + 19+20 + 20+20 + 19 + 20 + 20+19)/10 = 19.7(mV)重童变化量 AW二20（g）灵敏度2.计算非线性误差-:这里以理论拟合直线，即以输出 0%为起点，满量程输出（此处为 197mV）的：?-100%作终点的直线（ - ） 为基准直线。

如上图所示，分析数据和ZU11而临「购能，所以，「二二 —「]二二，_ ] 一二五、 思考题1. 测量中，当两组对边（.二•为对边）电阻值相同时，即 -I — J - .，而扎于£二时，是否可以组成全桥：（1）可以；（2）不可以答：不可以四） 直流全桥的应用一电子秤实验一、 实验目的了解全桥测量电路的优点二、 实验设备主机箱（ 二-二 二）、 应变式传感器实验模板、托盘、砝码三、 实验数据处理重量和电压数据重量（g）20406080100120140160180200电压（mV）20406080100120140160180200AU20 (mV)511 = (20+20 + 20+20 + 20+20 + 20 + 20 + 20+20)/10 =重量变化量灵敏度AW = 20(g)2. 计算非线性误差_ :这里以理论拟合直线，即以输出 0%为起点，满量程输出（此处为 200mV）的100%作终点的直线（'：yL•逬创轨金）为基准直线如上图所示，分析数据和可以得到，最大偏差际一逾斶所以，：.因为 —谒2.）扁二（［，所以只要把电压表的量纲改为 g,该电路就可以作为一个电子秤来称重了五） 金属箔式应变片的温度影响实验实验目的了解全桥测量电路的优点。

基本原理电阻应变片的温度影响， 主要来自两个方面 敏感栅丝的温度系数， 应变栅的线膨胀系 数与被测试件的线膨胀系数不一致会产生附加应变 因此，被测体受力状态不变而温度变化时，输出会有变化实验设备与器件主机箱、应变式传感器实验模板（含加热器） 、托盘、砝码四、实验数据处理因为£ -；）圧訂罗，呂「滁期i迪,所以吟-％ 0,204-0.200五、5 二七■丄 X100% = ——— X100% 二 2%思考题查阅传感器的相关资料，阐述金属箔式应变片的温度影响有哪些消除方法答：金属箔式应变片的温度影响可以通过以下几种方法消除： 温度自补偿法、电桥线路补偿法、辅助测量补偿法、热敏电阻补偿法、计算机补偿法等 而最常用的是温度 自补偿法和电桥线路补偿法温度补偿法：利用温度补偿片进行补偿 温度补偿片是一种特制的、 具有温度补偿作用的应变片，将其粘贴在被测件上，当温度变化时，与产生的附加应变片相互抵消电桥线路补偿法：电桥补偿是最常用的、 效果最好的补偿方法， 应变片通常作为平 衡电桥的一个臂来测量应变在被测试件感受应变的位置上安装一个应变片 R1 （工作片）；在时间按不受力的位置粘贴一个应变片 R2 （补偿片），两个应变片的安装位置靠近，完全处于一个温度场中。

测量时两者连接到相邻的电桥臂上，当温度变化时， 电阻R1、R2都发生变化，当温度变化相同时，因材料相同温度系数相同，因此温度引起的电阻变化相同， 电桥输出与温度无关。