物理创新实验作品

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1、...word格式整理版.....物理创新实验作品----微小形变的电测法【小组成员】土木0410赵振东、郑国智、李斌【关键词】电测法应变片弯矩灵敏系数弹性模量悬臂梁传感器电桥法温度补偿片电桥灵敏度逐差法微小形变的电测法【实验简介】...范文.范例.参考分享.........word格式整理版.....电学测量方法具有灵敏度高，响应速度快，便于自动控制与处理等特点。电学测量方法一般直接测量的是电学量，如电阻、电动势、电流、电容、电感等，因此，要用电学测量方法去测非电学量，就必须将非电学量转换成电学量，其转换器件称为传感

2、器。本实验用电阻应变片作为传感器，将微小的形变转换成电阻的变化来测量悬臂梁的主应变。通过本实验了解电阻应变片（传感器）的结构及工作原理，掌握电桥测电阻的方法，理解灵敏度对测量的影响，用电桥测量应变片电阻的微小变化，进而测定悬臂梁的应变。【实验目的】1．用电测法测量微小的形变；2．学习连接电路，学会电阻箱，毫安表，滑线变阻器等电学仪器的使用；3．培养创新思维及实际操作能力。【实验仪器】电阻箱三个，微调电阻箱，复射式灵敏电流计，毫安表，滑线变阻器，直流电源，开关，保护电阻开关，阻尼电键，相同质量的砝码五个，水平悬臂梁，应变

3、片，温度补偿片。【实验原理】1．电桥测电阻原理电桥分直流电桥和交流电桥两大类。本实验所用的自搭式单臂电桥亦即惠斯通电桥，主要用于测量1～106W范围内的中值电阻。和伏安法比较，由于其不用电表，避免了电表内阻以及精度不够高等因素造成的误差，因此成为准确测量电阻的常用方法之一。惠斯通电桥由电源、桥臂、桥路三部分组成，其原理如4-20-1所示，未知电阻Rx与另外三个已知电阻R1、R2、R3构成了电桥的四个桥臂，电桥的一个对角线AC上接直流电源E，而另一对角线BD即桥路接灵敏电流计G。改变R1、R2、R3的阻值，可以改变B、D

4、两点之间的电位差，当R1、R2、R3的阻值被调节成某一组合时，可以使B、D之间的电位差为零，此时电流计的指针就准确地指在零位，电桥处于平衡状态此时有...范文.范例.参考分享.........word格式整理版.....即有将两式相比，得到即上式称为电桥平衡条件。由电桥平衡条件可得综上所述，利用电桥测量电阻的过程，就是调节R1、R2、R3使电桥达到平衡条件的过程，而平衡与否由电流计来判断。一旦电桥平衡，就可以根据（3-9-3）式，求出待测电阻Rx。在直流电桥中，R3是标准电阻箱，此臂称为比较臂，而电阻R1、R2的比值可

5、按10的整数次方变化，通常称为电桥的比率。在用电桥测电阻时，电桥系统的灵敏程度反映了测量的精确程度，对于等臂电桥，常用绝对电桥灵敏度，其定义为（mm/欧姆）它表示电桥平衡后，DRx所引起的Dd越大，电桥灵敏度S越高，所得平衡点越精确，测量误差越小。电桥灵敏度不仅与灵敏电流计有关，还与所加电压及各桥臂电阻值的大小和配置有关，灵敏电流计的灵敏度越高，电源电压越大，电桥的灵敏度越高。2．测量应变原理将电阻应变片粘贴在试件的表面，应变片内电阻丝的两端接入测量电路（电桥）。随着试件受力变形，应变片的电阻丝也获得相应的形变使电阻值

6、发生变化。由应变片的工作原理可知，当应变沿应变片的主轴方向时，应变片的电阻变化率和试件（本实验为悬臂梁）的主应变成正比，即式中K为应变片的灵敏系数（此值由应变片厂家给出）；R是未加力时应变片阻值的初始值；DR是加力变形后应变片的电阻变化。所以只要测出应变片阻值的相对变化，便可得出被测试件的应变。本实验用平衡电桥测量应变片电阻的相对变化。实验装置及测量线路如图4-20-2和图4-20-3所示，...范文.范例.参考分享.........word格式整理版..... 将被测试件一端夹持在稳固的基座上，其主体悬空，构成一悬臂

7、梁。在悬臂梁固定端A处贴一应变片，在悬臂梁变形端B处贴一同型号同规格的应变片，在C端挂一砝码托盘以备加载。将A处的应变片作为温度补偿片R1，B处的应变片Rx作为传感器测量应变，用多体电阻箱R2、Ra和微调电阻箱Rb以及R1、Rx组成一电桥，作为微小形变测量电路。当C处加载时，悬臂梁将向下弯曲，B处产生变形，贴在B处的应变片亦发生变形，其电阻值发生变化，此电阻值的变化可通过电桥测量出来，从而测定悬臂梁B处的形变。【实验步骤】（1）选择合适的电桥灵敏度通常，在具体的电桥线路中，为保证测量有足够的灵敏度，往往根据比较臂电阻的

8、最小单位步进值来选择合适的电桥灵敏度。所谓合适的电桥灵敏度就是当电桥平衡后，将比较臂电阻改变最小单位步进值时，电流计指针有明显的“动静”。这里所谓“动静”，是指电流计指针偏转小于等于1/2mm，即半格。通过对电桥灵敏度测量的实验结果表明：当电桥平衡时，若某一桥臂电阻改变了DR，则电桥不再平衡，桥路上有电流通过，电流计偏转了Ddmm