《非电量电测》课程实验指导手册l

《《非电量电测》课程实验指导手册l》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、非电量电测实验指导合肥工业大学计算机与信息学院钱朋安编印实验一：金属箔式应变片灵敏度测试（2学吋）一、实验目的了解金属应变片单臂、半桥、全桥屯路的工作原理；验证单臂、半桥、全桥电路的性能及相互Z间的关系。二、实验原理应变片是最常用的测力传感元件。将应变片牢固地粘贴在测试体（悬臂梁）表而，则当悬臂梁受力发生形变时，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随Z发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出进行显示。R10Vi——°Vo图1直流电桥电路电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种。在图1屮，当电桥

2、平衡吋，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻7?,,7?2,/?3,/?4中，通常取等臂电阻即r}=r2=r3=r4=r9相应地电阻增量为KRgjKRyg且7?》=1,2,3,4）,电桥电源匕，电桥输出5(A/?,R.AR.A/?,)—+—-RR)(1)如果组成电桥的电阻心/?2,心心为同种材料应变片，则根据电阻应变效应,A7?~R(2)式中,此时电桥输出与应变£间具有一定的线性关系:K是应变灵敏系数，各应变片电阻相对变化与应变=1,2,3,4）间有:UK匕-466+匂)⑷当使用

3、两个应变片组成差动状态,（5）如将心固定电阻换为与心应变片工作状当桥臂仅使用一个应变片，如心接为心应变片（应变F），其它三个臂接固定电阻，如图2所示，则电桥输出〃。近似表示为：态相反的另一应变片，即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，其输出：(6)用四个应变片组成两个并动工作:u°=UF冃由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。三、实验设备及单元仪表YL系列传感器系统实验仪。直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、双孔悬臂梁称重传感器、应变片、祛码、主、副电源。四、实验内容与步』1、

4、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上、下两片梁的外表各贴两片受力应变片。2、差动放大器的调整(调零)：用连线将差动放大器的正(+)、负(-)、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启主、副电源；调节差动放人器的增益到最人位置，然后调整差动放人器的调零旋钮，使F/V表显示为零,关闭主、副电源。3、单臂电桥测量：根据图1接线，Ri、R2、R3为电桥单元的固定电阻；R4=Rx为应变片。将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V

5、表置20V档。开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W】，使F/V表显示为零，等待数分钟后将F/V表置2V档，再调电桥Wi(慢慢地调),使F/V表显示为零。在传感器托盘上放上一只祛码，记下此时的电压数值，然后每增加一只舷码记下一个数值并将这些数值填入下表。重量(g)电压(mv)4、半桥测量：保持差动放大器增益不变，将R3

6、古I定电阻换为与2工作状态相反的另一应变片，即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，调节电桥Wi使F/V表显示为零，重复(3)过程，同样测得读数，填入下表：重量(g)电压(mv)

7、5、全桥测量：斧动放大器增益不变，将Ri、R2两个固定电阻换成另两片受力应变片，接成一个直流全桥。组桥时要保证对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则输出会互相抵消、成零值。调节电桥Wi,同样使F/V表显示零。重复(3)过程，将所读数据填入下表：重量(g)电压(mv)五、预习思考1、本实验电路对直流稳压电源和放大器有何要求？2、应变梁上下对应位置处的两应变片应变属性有何关系？电阻值变化特征如何？六、实验报告要求根据实验内容、仪器、原理和线路，用表格列出实验记录数据。根据所得结果计

8、算系统灵敏度S=AU/AW,AU为电压变化率，AW为相应的重量变化率;并在同一坐标上绘出输出特性U・W曲线，对结果进行比较分析和说明。实验注意事项：1、在更换应变片时应将电源关闭。2、在实验过程中如发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。3、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。4、直流稳压电源±4V不能打的过人，以免损坏应变片或造成严重自热效应。5、接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向。实验二：热电偶测温原理（2学时）一、实验目的了解热屯偶测温系统的组成和测温原理，加深对

9、热电效应的理解；了解热屯偶分度表的使用。二、实验原理热电偶测温是基于热电效应原理。两种不同的金屈导体A和B组成一个闭合冋路时，如果两端的温度不同（热端为丁，冷端％）,则在冋路中产生一定大小的电流，其大小与两种材料的性质和接点温度有关。上述冋路电流是由于冋路屮存在热电势的结果，此电势大小为EAB（T^）=f（T）-f（T.）CD中间导体定律：将热电偶的两个接点中的几（自曲端）断开，而接入第三导体C时，如果C的两端温度相同（如均为几），则导体C的引入不会对回路总电势产生影响。由此，可以解决热电偶中总