实验2 金属箔式应变片.doc

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1、电子信息工程系实验报告成绩：课程名称：传感器与检测技术指导教师（签名）：实验项目名称：实验2金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较时间：2012-4-9班级：电信092姓名：XXX学号：实验目的:验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。实验环境:直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、测微头、双平行梁、应变片、主、副电源。实验原理：已知单臂、半桥和全桥电路的ΣR分别为△R/R、2△R/R、4△R/R。根据戴维定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于ΣR.E4，电桥灵敏度Ku=V/△R/R，于是对应单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别

2、为E/4、E/2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。实验内容和步骤:(1)按实验一方法将差动放大器调零后，关闭主、副电源。(2)按图l接线，图中Rx=R4为工作片，r及Wl为电桥平衡网络。(3)调整测微头使双平行梁处于水平位置(目测)，将直流稳压电源打到±4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器Wl，使表头显示零(需预热几分钟表头才能稳定下来)。(4)旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm读一个数，将测得数值填入下表，然后关闭主、副电源。位移(mm)0.00.51.01.52

3、.02.53.03.54.04.5电压(mV)0.0130.0250.0370.0480.0600.0720.0850.0970.1090.120(5)保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片，即取两片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置(目测)，调节电桥Wl使F/V表显示为零，重复(4)过程同样测得读数，填入下表：位移(mm)0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5电压(mV)0.0130.0330.0540.0750.0950.1170.1380.1590.1

4、800.201(6)保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片(即Rl换成↓，R2换成↑)。组桥时，只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W，同样使F/V表显示零。重复(4)过程将读出数据填入下表：位移(mm)0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5电压(mV)0.0100.0520.0930.1350.1740.2140.2560.2960.3370.379实验结果及分析：在同一坐标

5、纸上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。单臂电桥灵敏度计算：ΔV=0.012S（单臂）=ΔV／ΔX=0.024（由实验1得出结果，计算过程不再赘述）半桥灵敏度计算：ΔX=0.5，V1=0.201-0.095=0.106，V2=0.180-0.075=0.105，V3=0.159-0.054=0.105，V4=0.138-0.033=0.105，V5=0.117-0.013=0.104；ΔV=(v1+v2+v3+v4+v5)/25=0.021S（半桥）=ΔV／ΔX=0.021/0.5=0.042全桥灵敏度计算：ΔX=0.5，V1

6、=0.379-0.174=0.205，V2=0.337-0.135=0.202，V3=0.296-0.093=0.203，V4=0.256-0.052=0.204，V5=0.214-0.010=0.204；ΔV=(v1+v2+v3+v4+v5)/25=0.042S（全桥）=ΔV／ΔX=0.042/0.5=0.084将单臂、半桥、全桥的灵敏度进行如下计算:（1）S(全桥)/S(单臂)=0.084/0.024≈4（2）S(全桥)/S(半桥)=0.084/0.042=2（3）S(半桥)/S(单臂)=0.042/0.024≈2根据以上求

7、得数据，在同一坐标纸上描出X-V曲线，如图1所示.图1单臂、半桥、全桥灵敏度比较图由以上实验可得如下结论：全桥的灵敏度是半桥灵敏度的2倍，是单臂灵敏度的4倍。