《现代检测技术》实验指导书

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1、实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、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。二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，英电阻值发生变化，这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为：R/R=Ks式屮△/?//?为电阻丝电阻的相对变化，K为应变灵敏系数，s=MH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的受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压Uo尸EKJ4。三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、应变式传感器、耘码、

2、数显表（主控台上电压表）、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。四、实验步騎1、检查应变传感器的安装根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器屮各应变片已接入模块的左上方的心、R2、R3、R40加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，各应变片初始阻值R尸R2=R3=R4=350Q,加热丝初始阻值为50Q左右。托盘应变片3模块固定螺丝弹性体限程螺丝引醴固宦埶圈丿'V变片加热丝图1・1应变式传感器安装示意图2、差动放大器的调零首先将实验模块调节增益电位器RW3顺时针到底（即此时放大器增益最大。然后将差动放大器的正、负输入端相连并与地短接，输出端与主控台上的电压表

3、输入端Vi相连。检查无误后从主控台上接入模块电源±15V以及地线。合上主控台电源开关，调节实验模块上的调零电位器Rws使电压表显示为零（电压表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源。（注意：Rwq的位置一旦确定，就不能改变,一直到做完实验为止）3、电桥调零适当调小增益RW3（顺时针旋转3-4圈，电位器最大可顺时针旋传5圈），将应变式传感器的其屮一个应变片Ri（即模块左上方的R】）接入电桥作为一个桥臂与R5、R（）、R?接成直流电桥（R5、皿、R7模块内己连接好，其中模块上虚线电阻符号为示意符号，没有实际的电阻存在），按图1・2完成接线,接上桥路电源±4V（从主控箱引入），同时，

4、将模块左上方拨段开关拨至左边“直流”档（直流档和交流档调零电阻阻值不同）。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节电桥调零电位器Rwi，使数显表显不为零。备注：1、如出现零漂现象，则是应变片在供电电压卜•，应变片木身通过电流所形成的应变片温度效应的影响,可观察零漂数值的变化，若调零后数值稳定下来，表示应变片已处于工作状态，时间大概5-10分钟。2、如出现数值不稳定，电压表读数随机跳变情况，可再次确认各实验线的连接是否牢靠，冃保证实验过程中，尽量不接触实验线，另外，由于应变实验增益比较大，实验线陈旧或老化后产生线间电容效应，也会产生此现象。4、测量并记录在电子秤上放置一只祛码，读

5、取数显表数值，依次增加祛码和读取相应的数显农值，直到200g祛码加完。记下实验结果填入表1・1,关闭电源。表1・1单臂电桥输出电压与加负载重量值重量（g）电压（mv）5、计算灵敏度和误差图1-3应变式传感器半桥实验接线图根据表1・1计算系统灵敏度S,S=Aw/AlV（心输出电压变化量；重量变化量）；计算非线性误差:^fl=Am/yF.sx100%,式屮Am为输岀值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差,yf-s满量程输出平均值，此处为500g或200go五、思考题：单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）止（受拉）应变片（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可。实验

6、二金属箔式应变片——半桥性能实验一、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：不同受力方向的两片应变片（实验模块上对应变片的受力方向有标识）接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。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。三、需要器件与单元：应变式传感器实验模块、应变式传感器、確码、数显表（主控台上电压表）、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。四、实验步骤：1、保持金属箔式应变片实验中的RW3和RW4的当前位置不变。2、根据图1・3接线。出、R?为实验模块左上方的应变片，此时要根据模块上的标识确认Ri和R2受力

7、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±4V,检查连线无误后，合上主控箱电源，调节电桥调零电位器Rwi进行桥路调零。依次轻放标准砥码，将实验数据记入表1・2,根据表1・2计算灵敬度S=Ar//AW,非线性误斧北。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：桥路（并动电桥）测量时存在非线性误茅，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）调零值不是真止为零。实验三金属箔式应