《现代检测实验》word版

《《现代检测实验》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-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，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为电阻丝的电阻相对变化值，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=EKε/4。（E为供桥电压）。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）、

2、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。四、实验步骤：1、根据图（1-1），应变式传感器已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R1、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，R1=R2=R3=R4=1KΩ，加热丝阻值约为50Ω左右。2、实验模板差动放大器调零，方法为：①接入模板电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器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，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端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

3、到2V档），完毕关闭主控箱电源。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（即模板左上方的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），接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V（从主控箱引入），检查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。4、在传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表（1-1）。表1-1：单臂测量时，输出电压与负载重量的关系：重量（g）电压（mV）5、根据表（1-1）计算系统灵敏度S：S=ΔV/ΔW（ΔV

4、为输出电压平均变化量；ΔW重量变化量），计算非线性误差：δf1=Δm/yF·S×100%，式中Δm为输出电压值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大电压偏差量：yF·S为满量程时电压输出平均值。五、思考题：单臂电桥时，作为桥臂的电阻应变片应选用：A、正（受拉）应变片；B、负（受压）应变片；C、正、负应变片均可以。实验二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、基本原理：不同受力方向的两片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。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EKε/2，比单臂电桥灵敏度提高一倍。三、需用器件

5、与单元：同实验一。四、实验步骤：1、保持实验（一）的各旋钮位置不变。2、根据图1-3接线，R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即桥路的邻边必须是传感器中两片受力方向相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片。接入桥路电源±4V，先粗调Rw1，再细调Rw4，使数显表指示为零。注意保持增益不变。3、同实验一（4）步骤，将实验数据记入表1-2，计算灵敏度S=ΔV/ΔW，非线性误差δf2。若实验时数值变化很小或不变化，说明R2与R1为受力状态相同的两片应变片，应更换其中一片应变片。表1-2，半桥测量时，输出电压与负载重量的关系重量（g）电压（mV）五、思考题：1、半桥侧量时

6、两片不同受力状态的电阻应变片在接入电桥时，应放在：A对边？B邻边的位置？2、桥路测量时存在非线性误差，是因为：A电桥测量原理上存在非线性误差？B应变片应变效应是非线性的？C零点偏移？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，将受力状态相同的两片应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，应变片初始阻值是R1=R2=R3=R4，当其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时，桥路输出电压U03=KEε，比半桥灵敏度又提高了一倍，非线性误差进一步得到改善。三、需用器件和单元：同实验一。四、实验步骤：1、保持实验（二）的各旋钮位置不变。。2、根据图1-

7、4接线，将R1、R2、R3、R4应变片接成全桥，注意受力状态不要接错调节零位旋钮Rw1，并细调Rw4使电压表指示为零，保持增益不变，逐一加上砝码。将实验结果填入表1-3；进行灵敏度和非线性误差计算。表1-3，全桥测量时,输出电压与负载重量的关系重量（g）电压（mV）五、思考题：1、全桥测量中，当两组对边(R1、R3)电阻值相同时，即R1=R3,R2=R4,而R1≠R2时，是否可以组成全桥：A可以，B不可以。2