传感器实验报告(1).doc

嘉应学院电子信息工程学院实验报告- 1 -班级：班级：________________座号：座号：__________姓名姓名__________________________成绩：成绩：____________________课程实验课程实验: : 实验项目：实验项目：金属箔式应变片金属箔式应变片——单臂电桥性能实验单臂电桥性能实验实验一预习报告（上课前完成）实验一预习报告（上课前完成）一、实验目的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二、所用实验仪器设备、耗材及数量二、所用实验仪器设备、耗材及数量应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V 电源、万用表（自备） 三、实验内容和简单原理三、实验内容和简单原理（包括实验电路图及原理说明）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（1-1）kRR式中 为电阻丝电阻相对变化；RR为应变灵敏系数；k为电阻丝长度相对变化ll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组件。

如图 1-1 所示， 将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变， 应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩图 1-1 双孔悬臂梁式称重传感器结构图 通过这些应变片转换弹性体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，如图 1-2 所示 R5=R6=R7=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输 出电压（1-2）RRRREU211/ 40为电桥电源电压；E嘉应学院电子信息工程学院实验报告- 2 -式 1-2 表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为 L=10021RR图 1-2 单臂电桥面板接线图四、操作方法与实验步骤四、操作方法与实验步骤（详细说明实验的操作过程及注意事项）1．应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的 R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω2．差动放大器调零从主控台接入±15V 电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端 Ui 短接并与地短接，输出端 Uo2接数显电压表（选择 2V 档） 将电位器 Rw4 调到增益最大位置（顺时针转到底） ，调节电位器 Rw3 使电压表显示为 0V。

关闭主控台电源 （Rw3、Rw4 的位置确定后不能改动）3．按图 1-2 连线，将应变式传感器的其中一个应变电阻（如 R1）接入电桥与R5、R6、R7 构成一个单臂直流电桥4．加托盘后电桥调零电桥输出接到差动放大器的输入端 Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，预热五分钟，调节 Rw1 使电压表显示为零5．在应变传感器托盘上放置一只砝码，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 砝码加完，记下实验结果，填入下表重量(g)电压(mV)6．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备嘉应学院电子信息工程学院实验报告- 3 -实验一报告部分实验一报告部分五、实验数据记录及处理五、实验数据记录及处理（实验前画好表格或坐标图形）（实验结束时交予老师签名） （（1）原始数据记录）原始数据记录1．根据实验所得数据计算系统灵敏度 S＝ΔU/ΔW（ΔU 输出电压变化量，ΔW 重量变化量） ；2．计算单臂电桥的非线性误差 δf1=Δm/yF..S ×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；yF·S为满量程（200g）输出平均值重量(g)电压(mV)教师签名： （（2）数据处理与分析）数据处理与分析六、回答思考题六、回答思考题嘉应学院电子信息工程学院实验报告- 4 -课程实验课程实验: : 实验项目：实验项目：金属箔式应变片金属箔式应变片————全桥性能实验全桥性能实验实验二预习报告（上课前完成）实验二预习报告（上课前完成）一、实验目的实验目的了解全桥测量电路的优点。

二、所用实验仪器设备、耗材及数量二、所用实验仪器设备、耗材及数量应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V 电源、万用表（自备） 三、实验内容和简单原理三、实验内容和简单原理（包括实验电路图及原理说明）全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边， 如图 3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出Uo= （3-1）式中为电桥电源电压为电阻丝电阻相对变化；RREERR式 3-1 表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善四、操作方法与实验步骤四、操作方法与实验步骤（详细说明实验的操作过程及注意事项）1．应变传感器已安装在应变传感器实验模块上，可参考图 1-12．差动放大器调零，参考实验一步骤 23．按图 3-1 接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边4．加托盘后电桥调零，参考实验一步骤 4 5．在应变传感器托盘上放置一只砝码，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 砝码加完，记下实验结果，填入下表。

重量(g)电压(mV)6．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备嘉应学院电子信息工程学院实验报告- 5 -实验二报告部分实验二报告部分五、实验数据记录及处理五、实验数据记录及处理（实验前画好表格或坐标图形）（实验结束时交予老师签名） （（1）原始数据记录）原始数据记录根据实验数据，计算灵敏度 L=ΔU/ΔW 和全桥的非线性误差 δf3重量(g)电压(mV)教师签名： （（2）数据处理与分析）数据处理与分析六、回答思考题六、回答思考题嘉应学院电子信息工程学院实验报告- 6 -课程实验课程实验: : 实验项目：实验项目：直流全桥的应用直流全桥的应用————电子称实验电子称实验实验预习报告（上课前完成）实验预习报告（上课前完成）一、实验目的实验目的了解直流全桥的应用及电路的定标二、所用实验仪器设备、耗材及数量二、所用实验仪器设备、耗材及数量应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V 电源、万用表（自备） 三、实验内容和简单原理三、实验内容和简单原理（包括实验电路图及原理说明）电子称实验原理同实验三的全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数使电路输出电压值为重量的对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成一台比较原始的电子称。

四、操作方法与实验步骤四、操作方法与实验步骤（详细说明实验的操作过程及注意事项）1．按实验三的步骤 1、2、3 接好线并将差动放大器调零2．将 10 只砝码置于传感器的托盘上，调节电位器 Rw3（满量程时的增益） ，使数显电压表显示为 0.200V（2V 档测量） 3．拿去托盘上所有砝码，观察数显电压表是否显示为 0.000V，若不为零，再次将差动放大器调零和加托盘后电桥调零4．重复 2、3 步骤，直到精确为止，把电压量纲 V 改为重量量纲 Kg 即可以称重5．将砝码依次放到托盘上并读取相应的数显表值，直到 200g 砝码加完，计下实验结果，填入下表6．去除砝码，托盘上加一个未知的重物（不要超过 1Kg） ，记录电压表的读数根据实验数据，求出重物的重量重量(g)电压(V)7．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备嘉应学院电子信息工程学院实验报告- 7 -实验报告部分实验报告部分五、实验数据记录及处理五、实验数据记录及处理（实验前画好表格或坐标图形）（实验结束时交予老师签名） （（1）原始数据记录）原始数据记录 根据实验记录的数据，计算电子称的灵敏度 L=ΔU/ΔW，非线性误差 δf4。

重量(g)电压(V)教师签名： （（2）数据处理与分析）数据处理与分析六、回答思考题六、回答思考题。