实验一金属箔式应变片

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1、实验一　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、实验仪器双杆式悬臂梁应变传感器、托盘、砝码、数显电压表、V电源、差动放大器、电压放大器、万用表三、实验原理不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，如图2-1。电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时，半桥的输出电压为（2-1）式中为电阻丝电阻相对变化；为应变灵敏系数；为电阻丝长度相对变化；为电桥电源电压。式2-1表明，半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。图2-1半桥面板接线图四、实验内容与步骤1．应变传感器已安装

2、在悬臂梁上，可参考图1-1。2．按图2-1接好“差动放大器”和“电压放大器电路”。“差动放大器”调零，参考实验一步骤2。将“差动放大器”的输入端短接并与地相连，“电压放大器”输出端接数显电压表（选择200mV档），开启直流电源开关。将“差动放大器”增益电位器与“电压放大器”增益电位器调至最大位置（顺时针最右边），调节调零电位器使电压表显示为0V。关闭直流开关电源。（两个增益调节的位置确定后不能改动）3．按图2-1接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两只应变片接入电桥的邻边。4．加托盘后电桥调零。加托盘后调节Rw2使电压表显示为零（采用200

3、mV档）。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，填入表2-1。表2-1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。五、实验报告根据所得实验数据，计算灵敏度S=ΔU/ΔW和半桥的非线性误差δf2。六、思考题引起半桥测量时非线性误差的原因是什么？七、注意事项实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力不应过大（称重传感器量程为0.5kg），以免造成应变传感器的损坏！实验二　扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实

4、验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、分压器、差动放大器、电压放大器、直流电压表三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，摩托罗拉公司设计出X形硅压力传感器，如图10-1所示，在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。扩散硅压力传感器的工作原理如图10-1，在X形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪

5、切力作用时（本实验采用改变气室内的压强的方法改变剪切力的大小），在垂直于电流方向将会产生电场变化，该电场的变化引起电位变化，则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo。（10-1）式中d为元件两端距离。实验接线图如图10-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1

6、大器”输出端接数显直流电压表，选择20V档，打开直流开关电源。2．调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到中间位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使直流电压表20V档显示为零。3．取下短路导线，并按图10-2连接“压力传感器”与“分压器”。4．气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，将“压力传感器”的输出接到差动放大器的输入端，调节Rw1使直流电压表20V档显示为零。5．增大输入压力到0.01MPa，每隔0.005Mpa记下“电压放大器”输出的电压

7、值U。直到压强达到0.095Mpa；填入下表。P(kP)U（V）6．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告根据实验所得数据，计算压力传感器输入——输出（P—U）曲线。计算灵敏度S=ΔU/ΔP，非线性误差δf。实验三　霍尔测速实验一、实验目的了解霍尔组件的应用——测量转速。二、实验仪器霍尔传感器、0~24V直流电源、转动源、频率/转速表、直流电压表。三、实验原理利用霍尔效应表达式：UH＝KHIB，在被测转盘上装上N只磁性体，转盘每转一周，霍尔传感器受到的磁场变化N次。转盘每转一周，霍尔电势就同频率相应变化。输出电势通过放大、整形

8、和计数电路就可以测出转盘的转速。四、实验内容与步骤1．安装根据图19-1，霍尔传感器已安装在传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。图19-1霍尔