动态测试实验指导书

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1、《动态测试技术》实验指导书郭文凤编写沈阳理工大学装备工程学院装备工程学院实验中心目录实验一三种桥路性能比较箔式应变片性能3一、实验冃的3二、实验原理3三、实验仪器设备3四、实验步骤4五、注意事项5六、思考题5七、考核方式5实验二电容式传感器特性6一、实验目的6二、实验原理6三、实验所需部件6四、实验步骤6五、注意事项7六、考核方式7实验三压电式加速度计特性实验8一、实验冃的8二、实验原理8三、实验所需部件10四、实验步骤10五、注意事项11六、实验结果处理11七、考核方式11附录12实验一三种桥路性能比较箔式应变片性能—、

2、实验目的1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。2、测试应变梁变形的应变输出。3、比较各桥路间的输出关系。二、实验原理本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作悄况。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片耍牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发牛形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发牛相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻尺、鸟、尼、他屮，电阻的相对变化率分别为邑、匹、—R]7?2/

3、?3使用一个应变片时,变片组成二个差动对工作，且R]=R2=R3=R4=Rf工/?=缈。应变片将试件应变£转换成电阻RAD相对变化—测最电桥则将应变片的电阻变化按一定比例转换成电压或电流的变化，以便输出至放R大器放大。应变桥路貝-有灵敏度高，测量范围广，容易实现温度补偿等优点。FK尸fkf对单臂电桥输出电压t/沢=土仝勺。当应变片阻值和应变量相同时，半桥电桥输出电压uo2=^^,全桥电桥输出电压U°3=EK£（E=4V,K=130,£：电阻丝长度相对变化）。电路的灵敏度依次增大。三、实验仪器设备直流稳压电源（±4V档）、电

4、桥、差动放大器、箔式应变片、（或双孔悬臂梁、称重袪码）、金属箔式应变片四片（其中二片也，二片日）、直流调平衡电位器Wp、双平行式悬臂梁、螺旋测微头、数字电压表。四、实验步骤1.开启仪器电源，接通直流工作电源开关预热，差动放人器调零。（输入端正负极短接并接地，输出端接数字电压表，数字电压表置2V档；差放增益100倍，旋钮顺时针轻旋至最大；用“调零”电位器调整差动放人器输出电压为零；调零后拆去短路线）。2.按图1接测试桥路。应变桥为单臂工作状态，将应变片接入桥路时注意受力方向，如半桥、全桥要接成差动式；检查确认无误时才能连上应

5、变桥的直流工作电压；更换应变片前先断开应变桥直流工作电源。调整测微头起始点位置（能向上、向下移动5mm为准，测微头端面与磁钢接触良好），同时将平行式悬臂梁初调至水平。图13.调节直流平衡电位器％使系统输出为零。旋动测微头帯动悬臂梁分别作向上、向下位移运动（水平状态输出电压为零），每移动0.5mm在下表中记录差动放大器-•个输出电压值（数字电压表置2V«。根据V〜x数据计算灵敏度Sf[（5=—）（由于位移测量时容易造成零点偏移，在计算时可将正心和Ar负心的灵敏度分开计算，再求平均值）；并在同一朋标图中画出卩〜x曲线。4.在完

6、成以上实验的基础上，依次将图1小的固定电阻尺，换接应变计组成半桥；将固定电阻笃、尼换接应变计组成全桥。重复实验中实验2~3步骤，完成半桥与全桥测试实验。测量方法同“1”。记录片x数据填入下表，求出灵敏度；在同一坐标图上画出V-x

7、11

8、线，并比较它们的灵敏度和线性。位移mm箔式单臂V箔式半桥V箔式全半V五、注意事项1.注意带连接线的接插导线的使用方法；接插导线尽可能以短为宜，以避免引入T扰。2.做单臂电桥实验时，由于应变片的零漂和孀变现象的客观存在，桥路屮的三个精密电阻与应变片的零漂值一致的可能性很小，如果没冇采用补偿的话

9、，单臂电桥测试电路是一定会出现输出电压漂移现象，这是真实地反映了应变片的特性，但是只要采用了半桥或全桥测试电路，系统就会非常稳定，这是因为同一批次的应变片的漂移和蠕变值相近，接成半桥和全桥形式后桥路的加减特性起到了非常好的补偿作用，这也是应变片在实际应用中无一例外地采用全桥测试电路的原因。3.应变片接入电桥时注意其受力方向，一定要接成差动形式。4.直流激励电压不能过大，以免造成应变片自热损坏。5.更换应变片前，先断开应变电桥激励电压；完成换片接线后，再调整相对应的激励电压。6.稳压电源不能对地短路。7.由于进行位移测量时测

10、微头要从零一正的最大值，又回复到零，再从零一负的最大值，因此容易造成零点偏移。在此，计算灵敏度时可将正心的灵敏度与负的心的灵敏度分开计算。再求平均值。8.进行上述实验时激励电压、差动放大器增益、测微头起始点位宜等外部环境必须--致，否则结果不具备可比性。六、思考题1.比较单怦、半桥和全桥输出的灵敏度和非