实验一金属箔式应变片单臂_半桥比较.doc

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1、实验报告成绩：课程名称：测试技术指导教师（签名）：实验项目名称：实验（一）金属箔式应变片单臂、半桥性能比较实验时间：班级：姓名：学号：一、实验目的:理解箔式应变片工作原理；验证单臂、半桥的性能及相互之间关系。二、实验器材:CSY-910型传感器实验仪：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。三、实验内容及过程:1、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：，式中为电阻丝电阻的相对变化，K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

2、通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位的受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压，其中E为输入电压。已知单臂、半桥电路的ΣR分别为△R/R、2△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.E/4，电桥灵敏度Ku=Uo/△R/R，于是对应单臂、半桥的电压灵敏度分别为E/4、E/2。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。2、旋钮初始位置直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2v档，差动放大器增益打到最大（顺时针最大

3、位置）。3、实验注意事项(1)在更换应变片时应将电源关闭。(2)在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。(3)在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。(4)直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。(5)接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。(6)电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。(7)做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。(8)电位器W1、W2，在有的型号仪器中标为RD、RA。4、实验步骤（1）了解所需单元、部件在实验仪上

4、的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下两片梁的外表面各贴两片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。（2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正(+)、负(–)、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮，使F/V表显示为零，关闭主、副电源。（3）使用一片应变片，组建单臂电桥。根据图1接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；Rx=R4为应变片（Rx接↑的应变片）。将稳压电源的

5、切换开关置±4V档，F/V表置20V档，调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零（需预热几分钟表头才能稳定下来）。记下此时的测微头的初始刻度。（Rx接↑的应变片）(4)旋动测微头的调节旋钮，记下梁自由端的位移和F/V表的示值。旋转测微头，使梁移动，每隔1mm或者0.5mm读一个数，建议每隔0.5mm，，将测得数值填入下表，然后关闭主、副电源。此时的测微头的初始刻度，位移x=10或者其他（mm）。位移x（mm）电压V(mv)(5)使用两

6、片应变片，组建差动半桥，保持放大器增益不变，重复步骤（4）过程，记下所测得数据。将R3固定电阻换为与R4（取↑应变片）受力方向相反的另一应变片（↓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(3)过程同样测得读数填入下表：此时的测微头的初始刻度，位移x=10mm）,注意初始位置同单臂的。。位移x（mm）电压V(mv)V直流稳压电源①⑩④②⑦⑧③⑤11RX−差动放大器直流电压表电桥平衡网络+R1R2R3rW1+4V-4V副电源W2W1W2W1CR2R1rR3电桥开①②③⑥⑧⑦

7、⑨④⑤1011图1单臂电桥连线(7)在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较两种接法的灵敏度。四、实验结果及分析：三种接法测微头的初始位移均为x=mm单臂电桥测得数据：（要求每种情况测10或8个数据）位移x（mm）电压V(mv)差动半桥测得数据：位移x（mm）电压V(mv)在同一坐标纸上描出X-V曲线，以及比较两种接法的灵敏度，得出结论。通过比较可以发现它们的斜率依次是`____倍的关系。通过本次实验验证了单臂时，Ku=____;半桥时Ku=____。五、实验心得：