现代检测技术实验一

《现代检测技术实验一》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

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及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，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε。式中：ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=ΔL/L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，通过它反映被测部位受力状态的变化。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Uo1=EKε/4。三、实验器材主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变

2、传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。图1应变式传感器安装示意图如图1，将托盘安装到应变传感器的托盘支点上，应变式传感器（电子秤传感器）已安装在应变传感器实验模板上。传感器左下角应变片为R1，右下角为R2，右上角为R3，左上角为R4。当传感器托盘支点受压时，R1、R3阻值增加，R2、R4阻值减小。图2-2，应变传感器实验模板中的R1、R2、R3、R4为应变片。没有文字标记的5个电阻是空的，其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设的。传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的R1、R2、R3、R4和加热器上。可用万用表进行测量判别，常态时应变片阻值为

3、350Ω，加热丝电阻值为50Ω左右。图2应变传感器实验模板、接线示意图图3单臂电桥工作原理图四、实验步骤1、根据图3工作原理图、图2接线示意图安装接线。2、放大器输出调零将实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接(Vi＝0)；调节放大器的增益电位器RW3大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转2圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。3、电桥调零拆去放大器输入端口的短接线，将暂时脱开的引线复原。调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使电压表显示为零。4、应变片单

4、臂电桥实验在应变传感器的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（或500g）砝码加完。实验结果填入表1，画出实验曲线。5、根据表2-1计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU为输出电压变化量，ΔW为重量变化量）和非线性误差δ。δ=Δm/yFS×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差；yFS为满量程输出平均值，此处为200g（或500g）。实验完毕，关闭电源。6、利用虚拟仪器进行测量。五、实验结果实验结果记录如下表：重量/g020406080100120140160180200电压/mV0510152025

5、3035404550从实验数据可以看出电压和重量呈线性关系，即：U=0.25(mV/g)*W绘制出电压与重量的关系曲线如下图所示灵敏度S=∆U∆W=0.25mV/g。因为实验测得的电压完全与重量呈线性关系，故∆m=0，则非线性误差δ=0。六、思考题单臂电桥工作时，作为桥臂电阻的应变片应选用：（1）正（受拉）应变片；（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可以。答：正、负应变片均可以，正负应变都会带来电阻值变化，进而使电压变化。实验三金属箔式应变片——全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点。二、基本原理全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，反的应

6、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，其桥路输出电压Uo3＝KEε。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。三、实验器材主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。四、实验步骤1、根据图4工作原理图、图5接线示意图安装接线。2、差动放大器调零将实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，用导线将两输入口短接(Vi＝0)；调节放大器的增益电位器RW3大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转2圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V档，合上主机箱

7、电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。3、电桥调零恢复实验模板上放大器的两输入口接线，调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使主机箱电压表显示为零。4、应变片全桥实验在应变传感器的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（或500g）砝码加完。5、计算灵敏度S＝U／W，非线性误差δ。实验完毕，关闭电源。6、利用虚拟仪器进行测量。图4全桥工作原理图图5应变传感器实验模板、接线示意图五、实验结果实验结果记录如下表：重量/g02040608010012014016018020