测试技术实验指导书

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1、测试技术A实验指导书实验一金属箔式应变片四臂电桥(全桥)的静态位移性能一、概述：通过对金属箔式应变片四臂电桥(全桥)的静态位移性能进行测试，了解金属箔式应变片全臂电桥的工作原理和工作情况。二、基本原理：贴于悬臂梁上的金属箔式应变片在位移作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化，并且其电阻变化正比于位移。电桥将电阻的变化转变为电压的变化，从而得到一个正比于位移变化的电压变化，测试了其静态位移性能。三、设备：直流稳压电源、差动放大器、电桥、测微器、V/F表。有关旋钮的初始位置：直流稳压电源

2、输出置于0V档，V/F表置于V表,20V档,差动放大器增益旋钮置于最大。四、实验内容：（1）根据图4的电路结构，将四片应变片与电桥平衡网络、差动放大器、电压表、直流稳压电源连接起来，组成一个测量线路（这时直流稳压电源输出应置于0V档，电压表应置于20V档）。此时四片应变片组成全桥。（2）转动测微器，使双平行梁处于（目测）水平位置，再向上位移5mm，使梁的自由端往上位移。（3）将直流稳压电源置于4V档，调整电桥平衡电位器W1，使电压表指示为零，稳定数分钟后，将电压表量程置于2V档后，再仔细调零。（4）往下旋动测微器，使梁的

3、自由端产生位移，记下电压表显示的数值。每次位移1mm记一个电压数。五、结果及处理将所记数据填入下表，根据所得结果计算灵敏度S。S=ΔV/ΔX（式中ΔV为电压变化，ΔX为相应的梁端位移变化），并作出V-X关系曲线。X(mm)V(mv)思考：（1）如果不考虑应变片的受力方向，结果又会怎样。（2）比较单臂，半桥，全桥各种接法的灵敏度。实验二霍尔式传感器直流激励的静态位移性能一、概述：通过对霍尔式传感器直流激励的静态位移性能进行测试，了解霍尔式传感器的工作原理和工作情况。二、基本原理：基于半导体材料的霍尔效应，位于霍尔元件内部的

4、悬臂梁与霍尔元件产生相对位移时，得到一个正比于位移的电压。霍尔效应：霍尔元件置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电位差，称为霍尔电势，这种物理现象称为霍尔效应。三、设备：霍尔式传感器、直流稳压电源、差动放大器、电桥、测微器、V/F表有关旋钮的初始位置：直流稳压电源输出置于0V档，V/F表置于V表20V档,差动放大器增益旋钮置于中间。注意事项：（1）双平行梁处于（目测）水平位置时，霍尔片应处于环形磁铁（示意图见图24(a)的中间。（2）直流激励电压不能过大，以免损坏霍尔片。（3）本实验测出的实际上是

5、磁场的分布情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它的变化越陡，位移测量的灵敏度也就越大。四、实验内容：（1）观察霍尔式传感器的结构，根据图24(b)的电路结构，将霍尔式传感器，直流稳压电源，电桥，差动放大器，电压表连接起来，组成一个测量线路（这时直流稳压电源应置于0V档，电压表应置于20V档）。（2）转动测微器，使双平行梁处于（目测）水平位置，再向上转动2mm，使梁的自由端往上位移。（3）将直流稳压电源置于2V档，调整电桥平衡电位器W1，使电压表指示为零，稳定数分钟后，将电压表量程置于2V档后，再仔细调零。（4）往

6、下旋动测微器，使梁的自由端产生位移，记下电压表显示的数值。每次位移0.4mm记一个电压数值。五、结果及处理将所记数据填入下表，根据所得结果计算灵敏度S。S=ΔV/ΔX（式中ΔV为电压变化，ΔX为相应的梁端位移变化），并作出V-X关系曲线。X(mm)V(mv)思考：结合梯度磁场分布，解释为什么霍尔片应处于环形磁铁的中间。实验三箔式应变片全桥直流激励的电子秤实验一、概述：利用箔式应变片及全桥直流电路设计电子秤，了解称重传感器的设计和全臂电桥的工作原理。二、基本原理：贴于悬臂梁上的金属箔式应变片在砝码重量作用下发生机械变形时，

7、其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化，并且其电阻变化正比于砝码重量。电桥将电阻的变化转变为电压的变化，从而得到一个正比于砝码重量的电压变化，完成重量的测量。三、设备：直流稳压电源、差动放大器、电桥、V/F表、砝码。有关旋钮的初始位置：直流稳压电源置于0V档，V/F表置V表20V档,差动放大器增益旋钮置于最大。注意事项：（1）双臂电桥的四片应变片应注意工作状态与方向，不能接错。（2）平衡梁的自由端在加减砝码时不能与其他相碰。（3）由于梁的弹性恢复滞后，造成减去砝码时，电压表读数不为原来的读数，有一定误差。

8、（4）加载砝码时，必须轻拿轻放，最好能用手扶一下平台。四、实验内容：（1）根据图4的电路结构，将四片应变片与电桥平衡网络、直流稳压电源、差动放大器、电压表连接起来，组成一个测量线路（这时直流稳压电源应置于0V档，电压表应置于20V档）。（2）转动测微器，将梁上振动平台中间的磁铁与测微头分离，并将测微头缩至测微器中，使