实验一金属箔片应变片单臂桥性能实验

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1、实验一金属箔片应变片__单臂桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，掌握单臂电桥工作原理和性能。二、实验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：△R/R=Ke;式中AR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，e=AL/L为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKe/4（E为

2、供桥电压）。三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源数、±5V电源、数字万用表。四、实验步骤：1、根据图1-1，应变式传感器己装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的Rl、R2、R3、R4标志端。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，Rl=R2=R3=R4=350Q,加热丝阻值约为50Q左右。图1-1应变片传感器安装示意图2、实验模板差动放大器调零，方法为：（1）接入模板电源±15V，检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板

3、增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置；（2）将差放的正、负输入端与地短接，Vol输出端与数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4,使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档），完毕后关闭主控台电源。3、参考图1-2接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7在模块内已连接好），检查接线无误后，合上主控台电源开关，用数字万用表测量主控台到应变式传感器模块上的±5V、±15V电压值是否稳定？若电压波动值大于10

4、mV，应反复拔插相应的电源连接线，直至电压稳定，不再波动为止，然后粗调节Rwl，再细调RW4使数显表显ZK为零。4、在传感器托盘上放置1只砝码，读取数显表显示值，依次增加砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表1-1。加*»oo5、根据表1-1计算系统灵敏度S:S=AV/AW（AV为输出电压平均变化量，AW为重量变化量）；计算非线性误差：8f=Am/yFSX100%，其中Am为输出电压值（多次测量为平均值）与拟合直线最大电压偏差量，yFS为满量程时电压输出平均值，这里YFS取200g时对应的输出电压

5、值。五、实验结果分析与处理：1、记录数显表数值如下:表1-1:单臂测量时，输出电压与负载重量的关系重量（g）20406080100120140160180200电压（V）0.0030.0070.0110.0140.0170.200.0240.0270.0310.0332、巾所得数据绘出单臂电桥的传感器特性曲线如下:3、(1)计算系统灵敏度：AV=(33-3)/9=3.33mVAW=20gS=AV/AW=0.422mV/g(2)计算非线性误差：Am=(3+7+11+14+17+20+24+27+31+33)

6、/10=18.7mVyFS=33mV8f=Am/yFSx100%=56.7%单臂电桥时，作为桥臂的电阻应变片可选用正(受拉)应变片或者负(受拉)应变片，因为正负对单臂电桥的传感器特性无影响。六、实验心得小结使我Y解Y金属箔式应变片的应变效应且掌握Y单臂电桥工作原理和性能。