传感器实验报告-- 实验一 金属箔式应变片性能—半桥、全桥单臂电桥【精选】

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1、北京XX大学实验报告课程（项目）名称：金属箔式应变片性能—半桥、全桥单臂电桥学院：自动化专业：自动化班级：学号：姓名：成绩：2013年12月10日实验一一、任务与目的了解金属箔式应变片，差动半桥的工作原理和工作情况。二、原理（条件）金属箔式应变片是一种敏感器件，当它在外力作用下发生机械变形时，其电阻丝阻值发生变化，这就是电阻应变效应，通过它将被测部位的受力状态变化转化为阻止的变化。再通过电桥可以把电阻的变化转化为电压的变化，从而其输出反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压。半桥测量电路中，不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应

2、变量相同时，其桥路输出电压Uo＝EKε／2。三、内容与步骤（1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。（2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。（3）根据图4接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。Rx为应变片；将稳压电源的

3、切换开关置±4V档，F／V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零（粗调），然后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零（细调）。图4（4）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F／V表显示最小，再旋动测微头，使F／V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度并记下这个刻度值。（5）——往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F／V表显示的值。建议每旋动测微头一周即ΔX＝0.5mm记一个数值填入表格中

4、。（6）据所得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显示的电压相应变化）。（7）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。四、数据处理（现象分析）X(mm)10.0310.5311.0311.5312.0312.5313.0313.5314.0314.53V(V)00.0190.0390.0640.0860.1070.1320.1530.1750.196X(mm)9.539.038.538.037.537.036.536.035.535.03V(V)-0.039-0.060-0.082-0.096-0.111-0.123-0.143-0

5、.166-0.187-0.209（1）当往下或往上旋动测微头使梁的自由端产生位移，记下F／V表显示的值见下表：（2）据测得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显示的电压相应变化）将数据输入Excel电子表格，经计算S平均值=0.041V/mm=41mV/mm实验二一、任务与目的了解金属箔式应变片，差动全桥的工作原理和工作情况。二、原理（条件）金属箔式应变片是一种敏感器件，当它在外力作用下发生机械变形时，其电阻丝阻值发生变化，这就是电阻应变效应，通过它将被测部位的受力状态变化转化为阻止的变化。再通过电桥可以把电阻的变化转化为电压的变化，从而其

6、输出反映了相应的受力状态。全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，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。其桥路输出电压Uo＝KEε。三、内容与步骤（1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。（2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动

7、放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。（3）根据图4接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。Rx为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F／V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零（粗调），然后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零（细调）。图4（4