实验指导书（单台）

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1、实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的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。二、实验仪器应变传感器实验模块、托盘、祛码、数显电压表、±15V、±5V电源、万用表(自备)。三、实验原理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—=k£(1-1)R式小竺为电阻丝电阻相对变化；Rk为应变灵敏系数；£=¥为电阻丝长度相对变化。金属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分别贴在双孔悬臂梁式弹性体

2、的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉仲，或被压缩。固定螺丝/应变片图1-1双孔悬臂梁式称重传感器结构图通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化，电桥的作川完成电阻到电压的比例变化，如图1・2所示R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压匕=411&2)]2RE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L=4~400%。RiR2dxR5R

3、1w2UiR13—KW4oRJcRW2接主控箱电源输出III+15VGND-15VOQOU图1-2单臂电桥面板接线图四、实验内容与步骤1.应变传感器上的各应变片己分别接到应变传感器模块左上方的Rl、R2、R3、R4上,可用万用表测最判别，Rl=R2=R3=R4=350Q。2.差动放大器调零。从主控台接入±15V、±5V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档）。调节电位器Rw3使电压表显示为0匕关闭主控台电源。3.按图1・2连线，将应变式传感器的其中一个应

4、变电阻（如R1）接入电桥与R5、R6、R7构成一个单桦直流电桥。4.加托盘后电桥调零。电桥输出接到弟动放人器的输入端Ui,检杳接线无谋后，合上主控台电源开关，预热五分钟，先调节Rwl使电压表显示近似为零，再调节Rw4约屮间位置。备注：在后面的测量过程屮不能再改变Rwl、Rw3o5.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，填入下表。重最（g）电压（mV）6.实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告1.根据实验所得数据计算系统灵敏

5、度S=AU/AW（AU输出电压变化量，AW重屋变化最）；2.计算单臂电桥的非线性误差6n=Am/yR.sX100%。式中Am为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最人偏差;yF・s为满虽程（200g）输出平均值。六、注意事项实验所采用的弹性体为双孔悬臂梁式称重传感器，量程为lkg,最大超程量为12（）%。因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！实验二差动变压器性能实验一、实验目的了解差动变压器的工作原理和特性。二、实验仪器差动变压器模块、测微头、差动变压器、信号源、±15V直流电源、虚拟示波器。

6、三、实验原理羌动变压器由一只初级线圈和两只次级线圈及一个铁芯组成。铁芯连接被测物体，移动线圈中的铁芯，由于初级线圈和次级线圈Z间的互感发生变化促便次级线圈的感应电动势发生变化，一只次级感应电动势增加，另一只感应电动势则减小，将两只次级线圈反向串接（同名端连接）引出差动输出。输出的变化反映了被测物体的移动量。四、实验内容与步骤图7-1并动变压器与测微头安装图接信号源音频输出UslOC4〜5kHzVp-p=2VLl20图7-2差动变压器接线原理图1.根据图7-1将差动变压器安装在差动变压器实验模块上。2.将传感器引线插头插

7、入实验模块的插座中，按图7・2接线（1、2接音频信号，3、4为差动变压器输出），音频信号由“信号源音频端口”输出，从实验台上接入±15V直流电源到实验模块上。确保无误后，开启实验台上电源，调节咅频信号输出的频率和幅度（用频率/转速表和虚拟示波器软件监视），使输出信号频率为4-5KHZ,幅度为Vp.p=2Vo3.川虚拟示波器的AD1观测差动变压器的输出，旋动测微头，使虚拟示波器观测到的波形峰一峰值Vp・p为最小值。这时可以左右移动测微头，假设其中一个方向为正位移，另一个方向为负位移，从Vp・p最小开始旋动测微头，每隔0.

8、2mm从虚拟示波器上读出输岀电压Vp・p值，填入卞表7-1,再从Vp・p最小处反向位移做实验。在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。五、实验报告1.实验中差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压大小。根据表7—1lllli出Vop-p—X曲线，作出量程为±lmm、±3mm灵敏度和非线性误差。表(7-1)