传感器实验指导书_金属箔式应变片实验

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1、传感器实验指导书金属箔式应变片实验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与单臂电桥工作原理及性能。二、实验设备与器件1、STIM-01模块、STIM-05模块2、±15V电源、万用表。3、电子连线若干三、实验原理电阻丝在外来作用下发牛机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效?R?R?K?应。描述电阻应变效应的关系式为：R式中R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，？??LL为电阻丝长度相对变化。同时，由于应变片敏感栅丝的温度系数的影响，以及应变栅线膨胀系数与被测试件的线膨胀系数不一致，产生附加应变时，在被测体受力状态不变

2、时，由于温度影响，输出会有变化。金属箔式应变片是用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅，箔栅厚一般在0.003-0.01mm之间，箔材表面积大，散热条件好。金属箔式应变的电阻变化范围很小，用欧姆表测量其阻值的变化十分困难，所以我们一般会用电桥来测试金属箔式应变的变化，将电阻的变化量转换成电压的变化量。图6.1应变电桥电路由于电压源电桥的测试精度受电源电压波动影响，测量灵敏度也随Z变化，所以本实验是有恒流源供电：II?R3?R4R1?R21,12?1R1?R2?R3?R4R1?R2?R3?R4UO?I1R1?I2R4?R1R4?R2R3I(2-1)R1?R2?R3?R

3、4图6.1(a)为单臂电桥电路，R1为应变片电阻，R2、R3、R4为固定电阻R1?R2?R3?R4?R,?R：L??R,代入式(2J)Uo?I?RO4四、实验步骤1、按图6.2连接好各模块，接上模块电源。2、称重盘上不放任何东西，使STIM-01模块差动放大器上的增益调节到最大，调节STIM-05模块上的电位调节旋钮，使STIM-01模块差分放大输出OUT1接近于0V(用万用表测得)。3、调节STIM-01模块电压放大器上零位调节旋钮，使得VOUT输出OmVo4、逐个放上祛码进行实验。将实验数据记录在下表。万用表0・2V图6.2单臂电桥性能测试实验接线图实验二金属箔式应

4、变片一一半桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应与半桥工作原理及性能。二、实验设备与器件1、STIM-O1模块、STIM-O5模块。2、±15V电源、万用表。3、电子连线若干。三、实验原理图6.1（b）为半桥电桥电路，Rl>R2为应变片电阻，R3、R4为固定电阻R1?R2?R3?R4?R,?R1???R2??R,代入式（2・1）。Uo?I?R2四、实验步骤1、按图7.1连接好各模块，接上模块电源2、称重盘上不放任何东西，使STIM-01模块差动放大器上的增益调节到适当位置，调节STIM-05模块上的电位调节旋钮，使STIM-01模块差分放大输出OUT1接近于

5、0V（用万用表测得）。3、调节STIM-01模块电压放大器上零位调节旋钮，使得VOUT输出OmVo4、逐个放上祛码进行实验。将实验数据记录在下表。图7.1半桥性能测试实验接线图实验三金属箔式应变片——全桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应与全桥工作原理及性能。二、实验设备与器件1、STIM-O1模块、STIM-O5模块。2、±15V电源、万用表。3、电子连线若干。三、实验原理图6.1(c)为全桥电桥电路，Rl>R2、R3、R4为应变片电阻，R1?R2?R3?R4?R,?R1??R3???R2???R4??RZ代入式(2-l)oUo?l?R四、实验步骤1、按

6、图8.1连接好各模块，接上模块电源。2、称重盘上不放任何东西，使STIM-O1模块差动放大器上的增益调节到适当位置。3、调节STIM-O1模块电压放大器上零位调节旋钮，使得VOUT输出OmVo(如果不能调到OmV,请适当调小模块差动放大器上的增益，再重复步骤3)4、逐个放上祛码进行实验。将实验数据记录在下表。图8.1全桥性能测试实验接线图实验四金属箔式应变片——单臂、半桥、全桥性能比较实验一、实验目的比较金属箔式应变片在单臂、半桥、全桥电路中的特性。二、实验设备与器件1、STIM-01模块、STIM-05模块。2、±15V电源、万用表。3、电子连线若干。三、实验原理根据

7、实验六、七、八。四、实验步骤1、将STIM-01模块差分放大器增益调节到一个位置并保持不变。2、按照实验六、七、八的实验步骤分别做单臂、半桥、全桥实验。3、将测到的数据记录在下面表格中，并根据所测得的数据进行比较。