《工程测试技术(B)》实验指导书

《《工程测试技术(B)》实验指导书》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、北京理工大学珠海学院《工程测试技术（B）》实验指导书机电教研室实验一电阻应变片的原理及应用3实验二电容式传感器的原理及应用8实验三光纤传感器原理及应用11实验四电涡流和磁电传感器原理及应用14实验一电阻应变片的原理及应用一、实验目的:1.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。2.比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。3.了解全桥测量电路的优点。二、实验设备：双杆式悬巒梁应变传感器、托盘、祛码、数显电压表、±5V电源、差动放大器、电压放大器、力"用表。三、实验原理：㈠单臂电桥实验

2、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(1-1)屯阻应变效应的关系式为£斗为电阻丝长度相对变化。T=k£式中—为电阻丝电阻相对变化；k为应变灵敬系数；R金屈箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1・1所示，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休的上下两侧，弹性体受通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片吊联或并联组成电桥。电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R6=R7=R8=R为

3、固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压门EAR/R^=7'~~TXr1+—2R(1-2)E为电桥电源电压;式1・2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为“弓知。。％+5VW35RW2VRW2R9丄T/1——/H1—[>8+—<++U——1/1——/H—[>8+—<1—+/兮00增益调卩调冬增益调石-U单臂电桥面板接线图㈡半桥性能实验不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，如图1・3所示。电桥输出灵頌度提高,(1-3)非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时，半桥的输出

4、电压为EEAT?°22R式中—为电阻丝电阻相对变化;R«为应变灵敏系数；=y为电阻丝t度相对变化。E为电桥电源电压。式1・3表明，半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。图1-3半桥面板接线图㈢全桥测量电路全桥测量电路中，将受力性质和同的两只应变片接到电桥的对边,图1・4,当应变片初始值相等，变化量也相等吋，其桥路输出U.=E-—R(1-4)不同的接入邻边，如式中E为电桥电源电压。等为电阻丝电阻和对变化四、实验内容与步骤㈠单臂电桥实验1•悬臂梁上的各应变片已分别接到调理电路面板左上方的Rl、R2、R

5、3、R4上，可用万用表测量判别，Rl=R2=R3=R4=350Qo2.按图1・2只接好“羌动放大器”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”输岀端接数显电压表（选择200mV档），开启直流电源开关。将“差动放大器”增益电位器与“电压放大器”增益电位器调至最大位置（顺时针最右边），调节调零电位器使电压表显示为0V。关闭直流开关电源。（两个增益调节的位置确定后不能改动）3.按图1・2接好所有连线，将应变式传感器的其屮一个应变电阻（如R1）接入电桥与R6、R7、R8构

6、成一个单臂直流电桥。电桥输出接到“差动放大器”的输入端，电压放大器的输岀接数显电压表。预热五分钟。4.加托盘后调节Rw2使电压表显示为零（采用200mV档）。5.在应变传感器托盘上放置一只琏码，读取数显表数值，依次增加砥码和读取相应的数显表值，直到200g码加完，记录实验数据填入表1-k表1-1(g)电压（mv）㈡半桥性能实验1.应变传感器已安装在悬臂梁上，可参考图2.按图1-3接好“差动放大器”和“电压放大器电路”。“差动放大器”调零，参考实验A步骤2。3.按图1・3接线，将受力相反（一片受拉，

7、一片受压）的两只应变片接入电桥的邻边。4.加托盘后电桥调零，参考实验㈠步骤4。5.在应变传感器托盘上放置一只祛码，读取数显表数值，依次增加祛码和读取相应的数显表值，直到200g祛码加完，记下实验结果，填入表1・2。表1-2重量（g）电压（mv）㈢全桥测量电路1.应变传感器已安装在悬臂梁上，Rl、R2、R3、R4均为应变片，可参考图1・1。2.差动放大器调零，参考实验㈠步骤2。3.按图1・4接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边。1.加托盘后电桥调零，参考实验㈠步骤4。

8、2.在应变传感器托盘上放置一只砥码，读取数显表数值，依次增加袪码和读取相应的数显表值，直到200g码加完，记下实验结果，填入下表。表1-3重量（g）电压（mv）3.实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告㈠单臂电桥实验1.根据实验所得数据计算系统灵敏度S=AU/AW（AU输出电压变化量，AW重量变化量）2.计算单臂电桥的非线性误差5fl=Am/yESX100%o式屮Am为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差；.s为满量程（200g）输出平均值。㈡半桥性能