电阻应变式传感器灵敏度特性的研究.docx

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1、电阻应变式传感器灵敏度特性的研究PB05204044张雯实验组别：20实验目的：(1)了解电阻应变式传感器的基本原理，结构，基本特性和使用方法。(2)研究比较电阻应变式传感器配合不同转换和测量电路的灵敏度特性。(3)掌握电阻应变式传感器的使用方法和使用要求。(4)通过称重实验学习电子秤的原理并能设计简单的电子秤实验仪器：电阻应变式力学量传感器，变换测量电路，平行梁，传感器称重托盘，加载重物，直流稳压电源，开关，伏特计，交流供电的金属箔式应变电桥，差分放大器，音频振荡器，移相器，砝码，检波器实验原理与原始数据部分见已递交的预习报告（原始数据在实验搭档张丽娜

2、处）数据处理：(1)单臂电桥由原始数据可得下表:m/g102030405060708090100Vi/V0.0030.0080.0140.0180.0210.0250.0280.0340.0380.043Vi'/V0.0050.0100.0150.0190.0220.0260.0310.0350.0380.043Vi/V0.00400.00900.01450.01850.02150.02550.02950.03450.03800.0430V(Vi50.02150.02050.02000.01950.0215Vi)/V表一a)计算灵敏度及不确定度SV(Vi

3、5Vi)由灵敏度计算公式：其中VWWmi5mi601050g15(Vi5Vi)0.02050.02000.01950.0215因此，有Vi10.0215550.0206V5(mi5mi)Wi150g5SV0.02060.0004124.12104V/gW50下面计算S的不确定度：首先，对V，统计计算结果(V)0.000894VV的A类不确定度：P=0.95n=5取tp=2.78uA(V)(V)2.780.0008940.0011Vtp5nV的B类不确定度：仪0.0005Vkp1.96C=3P=0.95uB(V)仪0.00050.00033VKp1.963

4、C合成不确定度：u(V)uA(V)2uB(V)20.001120.0003320.0011V（P=0.95）由上数据可计算S的不确定度由公式SV以及已知的u(V)0.0011V，u(W)0（P=0.95）W依据不确定度传递规律，得到S的合成不确定度公式u(S)u(V)10.00110.23104V/g(P=0.95)W50综上，实验测得SSu(S)(4.120.23)104V/g(P=0.95)b)由原始数据可作出上升和下降两条曲线，如图：20.050B0.045C0.040updown0.0350.030V0.025/V0.0200.0150.0100

5、.0050.0000102030405060708090100110W/gi)由图可得拟合后上升直线l1各参数：l1:Y=A1+B1X其中origin提供的参数值ParameterValueErrorA1-2.66667E-46.71648E-4B14.26667E-41.08246E-5因此依据实验原理S1B14.27104V/gii)又由图可得拟合后上升直线l2各参数：l2:Y=A2+B2X其中origin提供的参数值ParameterValueErrorA20.00184.46535E-4B24.10909E-47.19657E-6因此依据实验原理

6、S2B24.11104V/gS1S24.274.114.19V/gS22由以上结果可见，作图法与列表法求出的灵敏度S在误差允许范围内可以认为近似相等，3上升曲线和下降曲线并不一致。因为金属片在受力形变的过程中，对应物理量的变化有滞后现象。但两条曲线的斜率几乎一样。（2）半桥电路由原始数据可得下表:m/g102030405060708090100Vi/V0.0070.0160.0220.0290.0380.0470.0560.0650.0750.083Vi'/V0.0140.0210.0260.0350.0450.0540.0600.0700.0770.0

7、83Vi/V0.01050.01850.02400.03200.04150.05050.05800.06750.07600.0830V(Vi50.04000.03950.04350.04400.0415/VVi)表一a)计算灵敏度及不确定度由灵敏度计算公式：SV其中V(Vi5Vi)WWmi5mi601050g5i1(Vi5Vi)0.04000.03950.04350.04400.0415因此，有V550.0417V5(mi5mi)Wi150g5SV0.04170.0008348.34104V/gW50下面计算S的不确定度：首先，对V，由统计计算结果(V)

8、0.00202VV的A类不确定度：P=0.95n=5取tp=2.78uA(V)t