实验一应变片单臂、半桥、全桥实验,.doc

实验一 金属箔式应变片——单臂、半桥、全桥性能实验写报告时：实验一图1-1不用画，1-2至1-4画其中之一就行.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 比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论二、 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：△ R/R二K &式中AR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，£ =△ L/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， 电桥的输出电压反应了相应的受力状态对单臂电桥输出电压 Uo1=EK £ /4当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压 Uo2=EK/ £ 2全桥测量电路中其桥路输出电压Uo3=KE £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、 需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数 显表、士 15V电源、士 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 R「R2、R3、R4加热丝也接于模板上，可用万用表进 行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Q,加热丝阻值为50Q左右应变片 托盘图1-1应变式传感安装示意图2、接入模板电源士 15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器 Rw3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、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数 显表电压输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器 RW4,使数显表显示为零 （数显表的切换开关打到2V档）关闭主控箱电源3、将应变式传感器的其中一个应变片 Ri（即模板左上方的Ri）接入电桥作为 一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R「只6、R7模块内已连接好），接好电桥 调零电位器Rwi，接上桥路电源士 4V（从主控箱引入）如图1-2所示检查接线无 误后，合上主控箱电源开关调节 Rwi，使数显表显示为零0 O加热器接主控箱接数显表 电邈输出 Vi地R4Osa O-rR?RIpffiTO1占+E,w]电⑥输岀” E Rw4xo-e-i7 R9Rs、 Ri6C c 应变传感器实验模板I 0 Rw: 。

Rwi Rwi—e如播主捋粗电淳卷出图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500g（或 200g）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）5、 根据图1-3接线R2为实验模板左上方的应变片，注意 R2应和R1 受力状态相反，即将传感器中两片受力相反（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士 4V，调节电桥调零电位器 Rw1进行桥路调 零重复步骤46、 根据图1-4接线R1、R2为实验模板左上方应变片，注意 R2应和R1受 力状态相反，即将传感器中两片受力相反（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士 4V,调节电桥调零电位器Rw1进行桥路调零 重复步骤47、根据表1-1计算单臂系统灵敏度S, S= △ u/AW（ △ u输出电压变化量；接主捽箱 电灌输出接主控箱搂数显表 电源输出 Vi地^090R2Ob oRlOsoR4OsoIC3簣穴穴应变传感器实验模板U Rwi Rwj Rw

计算半桥、全桥系统灵敏度、非线性误差图1-3 应变片传感器半桥实验接线图表1-2半桥测量时，输出电压与加负载重量值重量（g）电压（mv）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⑵负（受压） 应变片（3）正、负应变片均可以2、 半桥侧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⑵邻边3、 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）调零值不是真正为零4、 全桥测量中，当两组对边（R「R3为对边）电阻值R相同时，即R1= R3, R2=R4,而R产R2时，是否可以组成全桥：(1)可以(2)不可以Rs穴於矣穴穴应变传感器实验模板CJ Rwi O Rwz