交流全桥应用——振动测量实验

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1、交流全桥的应用——振动测量实验一、实验目的：了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。二、基本原理：对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器读得。三、需用器件与单元：音频振荡器、低频振荡器、万用表(自备)、应变式传感实验模板、相敏检波器模板、台面上低频输入和应变输出双线示波器(自备)、振动源。四、实验步骤：1、模块上的传感器不用，改为振动梁的应变片(即台面上的应变输出)。2、将台面三源板上的应变插座用连接线插入应变传感器实验模板上。因振动梁上的四片应变片已组成全桥，引出线为

2、四芯线，因此可直接接入实验模板面上电桥模型四个插孔上。接线时应注意连接线上每个插头的意义，对角线的阻值为350Ω左右，若二组对角线阻值均为350Ω，则接法正确。3、根据图1-6，接好交流电桥调平衡电路及系统，R8、Rw1、C、Rw2为交流电桥调平衡网络。检查接线无误后，合上主控箱电源开关，将音频振荡器的频率调节到5KHZ左右，幅度调节到10Vp-p。(频率可用数显表Fin监测，幅度可用示波器监测)。将示波器接入相敏检波的输出端，观察示波器的波形，顺时针调节Rw3到最大，调节Rw1、Rw2、Rw4，使示波器显示的波形无高低且最小(示波器的Y轴为0.1V/div，X轴为0.2ms/div)，

3、用手按下振动圆盘(且按住不放)，调节移相器为与相敏检波器的旋扭，使示波器显示的波形有检波趋向。图1-6应变片振动测量实验接线图4、将低频振荡器输出接入振动台低频输入插孔，调节低频振荡器输出幅度和频率使振动台(园盘)明显振动。5、调节示波器Y轴为50mv/div、X轴为20ms/div，用示波器观察差动放大器输出端(调幅波)和相敏检波器输出端(解调波)及低通滤波器输出端(包络线波形——传感器信号)波形，调节实验电路中各电位器旋扭，用示波器观察各节波形，体会电路中各电位器的作用。调节电位器使各波形接近理论波形，并使低通滤波器输出波形不失真并且峰一峰值最大。6、固定低频振荡器幅度钮旋位置不变，

4、低频输出端接入数显单元的Fi，把数显表的切换开关打到频率档监测低频频率。调节低频输出频率，用示波器读出低通滤波输出V0的电压峰-峰值，填入表1-5。表1-5F(Hz)V0(p-p)从实验数据得振动梁的自振频率为__________HZ。五、思考题：1、在交流电桥测量中，对音频振荡器频率和被测梁振动频率之间有什么要求？2、请归纳直流电桥和交流电桥的特点？3、移相器的电路原理，如图1-7，试分析其工作原理。图1-7移相器电原理图4、相敏检波器的电路原理如图1-8，试分析其工作原理。图1-8相敏检波器的电路原理小结：电阻应变式传感器从1938年开始使用到目前，仍然是当前称重测力的主要工具，电阻

5、应变式传感器最高精度可达万分之一甚至更高，除电阻应变片、丝直接用以测量机械、仪器及工程结构等的应变外，主要是与种种形式的弹性体相配合，组成各种传感器和测试系统。如称重、压力扭矩、位移、加速度等传感器，常见的应用场合如各种商用电子称、皮带称、吊钩称、高炉配料系统、汽车衡、轨道衡等。