实验一金属箔式应变片性能实验.doc

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1、实验一金属箔式应变片性能实验——单臂、半桥、全桥电路性能比较测控091200900304037黄健华一、实验目的：1．观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。2．测试应变梁形变的应变输出。3．比较各种桥路的性能（灵敏度）。二、实验原理：应变片是最常用的测力传感元件，当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常见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R1、R2、R3、R4中，电阻的相

2、对变化率分别为，当使用一个应变片时，；当二个应变片组成差动状态工作，则有；用四个应变片组成二个差动对工作，且。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4•E•ΣR，电桥灵敏度，于是对应于单臂、半桥、全桥的电压灵敏度分别为1/4E、1/2E和E。由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。三、实验所需部件：直流稳压电源（档）、电桥、差动放大器、金属箔式应变片、测微头、电压表。四、实验接线图：五、实验步骤：1、调零。开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“+

3、，-”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零”位。拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。2、按图（1）将实验部件用实验线连接成测试桥路，单臂桥路中R2、R3、R4和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R1为应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。直流激励电源为±4V；半桥桥路中R1和R2为箔式应变片，R3、R4仍为固定电阻；全桥桥路中R1、R

4、2、R3、R4全部使用箔式应变片。在接半桥、全桥桥路时应特别注意其应变片的受力方向，一定要接成差动形式。3、调节测微头，使悬臂梁处于基本水平状态。4、确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。5、调整电桥电位器WD，使测试系统输出为零。6、旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电压值，并列表。根据表中所测数据计算灵敏度S，S=△V／△X，并在一个坐标图上做出V-X关系曲线。比较三种桥路的灵敏度，并作出定性的结论。位移mm0.50.10.150.20.250

5、.30.350.40.450.5电压V（单臂）0.040.080.120.150.20.230.270.320.380.4电压（全桥）0.180.320.470.620.80.941.101.271.441.62位移mm-0.5-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4-0.45-0.5电压（单臂）-0.03-0.09-0.12-0.14-0.21-0.22-0.26-0.33-0.37-0.41电压（全桥）-0.14-0.32-0.47-0.65-0.82-0.99-1.10-1.27-1.44-1.62六、注意事项：1．稳压电源不要

6、对地短路。2．直流激励电压不能过大，以免造成应变片自热损坏。3．由于进行位移测量时测微头要从零―→正的最大值，又回复到零，再从零+→负的最大值，因此容易造成零点偏移，计算灵敏度时可将正ΔX的灵敏度分开计算，再求平均值。