检测实验一打印1

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1、1.金属电阻应变片单臂、半桥和全桥性能比较1.1实验目的1.理解电阻应变片的应变原理（-灵敏度系数，称为纵向应变，微应变10-6级）；2.理解利用惠斯登电桥将转换成的原理；3.比较单臂电桥、半桥和全桥的特性。1.2实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、主控盘上的数字电压表、15V和4V电源。1.3实验内容与步骤1.3.1单臂电桥特性实验（1）若金属应变片R产生纵向应变纵向应变，由此导致的电阻变化量为（1-1）（2）若金属应变片R产生横向应变横向应变，由材料力学可知，，由此导致的电阻变化量为（1-2）其中，为材料的柏松系数，k为金属应变片的灵

2、敏度系数，大多数金属材料的=0.3~0.5，所以，k=1.6~2.0，金属应变片的灵敏度系数较小。由此，首先要确定应变传感器实验模块中的R1~R4应变片产生的是到底何种应变？可从应变片R1~R4在实验模块测试件上粘贴的方向来确定，如图1-1所示。图1-1应变片粘贴位置俯视图那么本实验中的应变片R1~R4产生的是到底何种应变？8图1-2传感器托盘安装示意图传感器托盘安装示意图，如图1-2所示，图中R1~R4为电阻应变片，未受应变时的阻值R1=R2=R3=R4=R=350。测量应变片的阻值：当传感器的托盘上无重物时，分别测量应变片R1~R4的阻值

3、。在传感器的托盘上放置10只砝码后再分别测量R1~R4的阻值变化，分析应变片的受力情况（受拉的应变片：阻值变大，受压的应变片：阻值变小）。实验步骤：1、放大器调零。接线见图1-3所示。（1）将A、B短接（短接）；（2）将RW3顺时针拧至合适的位置（先顺时针轻轻地拧到底，再逆时针回转1圈）；（3）数字电压表放在2V档；（4）校对接线正确后合上电源；（5）调节RW4，使数字电压表显示值逐渐减少，当小于0.2V时，将数字电压表切换至200mV档，继续调整RW4，直到电压值为0。注意，以后不再调节RW4。8图1-3差动放大器调零接线示意图2、电桥调零

4、。接线见图1-4中的粗线所示。（1）断开电源，卸下A、B点短接线；（2）将R1接到R0位置，由R1、R5、R6、R7作为桥臂电阻组成单臂电桥，，将应变片电阻值的变化转换成电压的输出变化；（3）将±2V～±10V直流稳压电源切换到±4V档，作为供桥电压；（4）将托盘安装到应变梁上；（5）校对接线正确后合上电源；（6）调节电位器RW1，使数字电压表指示为零。图1-4应变片单臂电桥实验接线示意图3、调放大倍数或调满量程。（1）将10个砝码均匀地放到托盘上（200g）；（2）调节RW3使数字电压表显示2.000V；（3）将全部砝码卸下，准备下一步实验

5、。注意，之后不要再去调RW3。4、将砝码逐个（20g/个）加载至满量程（200g），每增加一个砝码（正向测量），记录一个实测数据，填在表1-1内。然后将砝码逐个卸载（反向测量），每减少一个砝码，记录相应的输出电压。如此正、反量向各测量两次。5、实验完毕，关闭电源。注意：（1）图1-3、1-4中，RW1为直流桥路调零电位器；RW2为交流桥路调零电位器；RW3为放大器增益调节电位器；RW4为放大器调零电位器。实验过程中RW3、RW4不需再改变。实验时，请根据实际使用的实验模块来确定RW1~RW4的功能。（2）8图中虚线的部分表示未接任何元器件。表

6、1-1单臂电桥实测数据重量（g）20406080100120140160180200电压（正）/V电压（反）/V电压（正）/V电压（反）/V5、数据整理（1）画出各次正、反测量的输入输出曲线。（2）计算灵敏度和绝对拟合直线的非线性误差。取表1-1的一组测量数据，计算电压偏差值，填入表1-2中。并计算最大偏差、灵敏度k和绝对拟合直线的非线性误差。灵敏度k：仪表在稳态下，输出电压变化量对输入砝码重量的变化量之比。常用的理论拟合直线的方法有：绝对拟合直线、端基线性度、最小二次法等。绝对拟合直线：取零点作为始点，以最大输入Wm对应输出Um的坐标作为终

7、点。即由此，拟合得到的直线为。非线性误差El：仪表的实际静态特性曲线与理论拟合直线的最大偏差与仪表输出满度值ym之比的百分数，即偏差，yi为实验测试值，y为理论计算值。灵敏度k为输出电压变化量与重量变化量之比，即非线性误差为8表1-2重量（g）20406080100120140160180200UO理论值/V/V（3）计算滞环误差和重复性误差。取表1-1的一组测量数据，计算滞环误差。滞环误差Elm：正向、反向特性曲线的不一致程度，即，其中Ud为重量增加时的各次输出电压，Uc为重量递减时的各次输出电压。表1-3重量（g）204060801001

8、20140160180200/V重复性误差：同向特性曲线的不一致程度，即，其中，正向行程两次所测得输出电压的偏差的最大值，反向行程两次所测得输出电压的偏差的最大值。