1、重庆邮电大学实验报告册(定板)-内页

《1、重庆邮电大学实验报告册(定板)-内页》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验项目名称金属箔式应变片一一单臂电桥、半桥、全桥性能实验实验地点综合实验楼C611/C612实验时间第6周周六5.6节实验指导教师雷璐宁成绩一、实验目的1、了解金属箔式应变片的应变效应；2、掌握单臂电桥、半桥、全桥的工作原理，比较其性能。二、实验原理（或设计方案）(1-1)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A/?式中R为电阻丝电阻相对变化；k为应变系数；=A/."一1为电阻丝长度相对变化。腐蚀等工艺制成的应变敏感元件。如图1-1所示,金属箔式应变片就是通过光刻

2、、将四个金属箔应变片（Rl、R2、R3、R4）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。图1-1双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。如图1-2信号调理电路所示，R5二R6二R7二R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输岀电压(1-2)ESR/R1+—•——2RE为电桥电源电压;100%o式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为2RRWiOKg图1・2单臂电桥而板接线图不同受力方向的两只应变片

3、（Rl、R2）接入电桥作为邻边，如图1-3。电桥输岀灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变系数也相同时，半桥的输岀电压为(1-3)R式中T为电阻丝电阻相对变化;k为应变系数；_A/.£二「为电阻丝长度相对变化；E为电桥电源电压。全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图1-4,当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出Uo=E—R(1-4)式中E为电桥电源电压。A/?人为电阻丝电阻相对变化；式1-4表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。L

4、>-x+I5RW1+4V图1斗全桥面板接线图+UI>-11—C—}-RWl1~~Rzn―71—■[>8++©三、实验仪器设备、材料双杆式悬臂梁应变传感器、电压温度频率表、直流稳压电源（±4U）、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）四、实验步骤（或设计过程）1.悬臂梁上的各应变片已分别接到面板左上方的Rl、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，Rl=R2=R3=R4=350Qo2.按图1-2接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，将“差动放大器”的输入端短接并与地相连，“电压放大器”输出端接电压温度频率表（选择U）,开启直

5、流电源开关。将“差动放大器”的增益调节电位器与“电压放大器”的增益调节电位器调至中间位置（顺时针旋转到底后逆时针旋转5圈），调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。关闭“肓流电源”开关。（两个增益调节电位器的位置确定后不能改动）3•调节千分尺（顺吋针向下、逆吋针向上），使悬臂梁处于平直状态。4.按图1-2接好所有连线，将应变式传感器R1接入“电桥”与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。“电桥”输出接到“差动放大器”的输入端，“电压放大器”的输出接电压温度频率表。预热两分钟。（直流稳压电源的GND1要与放大器共地）5.调节R

6、wl使电压温度频率表显示为零（选择U）。6.移动千分尺向下移0.5mm,读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm读取相应的数显表值，直到向下移动5mm,记录实验数据填入表1-1。7.将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，按图1-3接好所有连线，将受力相反的两只应变片Rl、R2接入电桥的邻边。8.再次调节Rwl使电压温度频率表显示为零。9•重复步骤6,测量并记录实骑数据填入表1-2。10.将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，按图1-4接好所有连线，将四个应变片接入电桥。11・再次调节Rwl使电压温度频率表显示为零。

7、12.重复步骤6,测量并记录实验数据填入表1-3。13.实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）（或设计计算、图纸等）表1-1表1-2表1一3六、实验结果及分析（或设计总结）思考题：1、半桥测量时非线性误差的原因是什么？答：①电桥测量原理上存在非线性；②应变片的应变效应为非线性；③调零值不是真正为零。2、全桥测量中，当两组对边（Rl、R3为对边）电阻值R相同时，即R1=R3,R2=R4,而R1HR2时，是否可以组成全桥？答：不可以，因为此时

8、电桥输出电压不为零，不能进行预调平衡。总结：本次实验中，由于仪器的原因，按照原定实验步骤得岀来的数据变化太小，不容易看出数据间存在的关系，后面经询问老师后，调整了差动放大器的增益后，才得到较为直观的数据。经过本次实验，我意识到实验中遇见类似的问题可以在实验允许的范围内,进行相应调整。七、评