《传感器原理及应用》实验指导书

《《传感器原理及应用》实验指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、《传感器原理及应用》实验指导书闻福三郭芸君编著电子技术省级实验教学示范中心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，单臂电桥工作原理和性能。二、实验仪器1、传感器特性综合实验仪THQC-1型1台2、万用表MY601个三、实验原理金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。金属的电阻表达式为：（1）当金属电阻丝受到轴向拉力F作用时，将伸长，横截面积相应减小，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变，故引起电阻值变化。用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下

2、，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，可以得到被测对象的应变值ε，而根据应力应变关系（2）式中：σ——测试的应力；E——材料弹性模量。可以测得应力值σ。通过弹性敏感元件，将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片，金属箔式应变片，金属薄膜应变片。四、实验内容与步骤1、应变式传感器已装到应变传感器模块上。用万用表测量传感器中各应变片R1、R2、R3、R4，R1=R2=R3

3、=R4=350Ω。2、将主控箱与模板电源±15V相对应连接，无误后，合上主控箱电源开关，按图1-1顺时针调节Rw2使之中间位置，再进行放大器调零，方法为：将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器Rw3，使数显表显示为零，（数显表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源。（注意：当Rw2的位置一旦确定，就不能改变。）3、应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥，（如四根粗实线），把电桥调零电位器Rw1，电源±5V，此时应将±5

4、V地与±15V地短接（因为不共地）如图1-1所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为零。4、按表1-1中给出的砝码重量值，读取数显表数值填入表1-1中。图1-1应变式传感器单臂电桥实验接线图表1－1单臂电桥输出电压与所加负载重量值重量(g)20406080100120140160180200电压(mv)5、根据表1－1计算系统灵敏度（输出电压的变化量，重量变化量）和非线性误差δf1=Δm/yFS×100％式中（多次测量时为平均值）为输出值与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值,此处为200g.五、实验注意事项1

5、、不要在砝码盘上放置超过1kg的物体，否则容易损坏传感器。2、电桥的电压为±5V，绝不可错接成±15V，否则可能烧毁应变片。六、实验报告要求1、记录实验数据，并绘制出单臂电桥时传感器的特性曲线。2、从理论上分析产生非线性误差的原因。实验二金属箔式应变片——半桥、全桥、电子秤实验一、实验目的1、了解半桥及全桥测量电路的原理及优点。2、比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。二、实验仪器传感器特性综合实验仪THQC-1型1台三、实验原理把不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥

6、路输出电压UO2＝EGε／2。式中E为电桥供电电压。一、实验内容与步骤1、将主控箱与模板电源±15V相对应连接，检查无误后，合上主控箱电源开关，进行放大器调零，方法为：将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器Rw3，使数显表显示为零，（数显表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源。图2-1应变式传感器半桥实验接线图2、根据图2-1接线。R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。接入桥路电

7、源±5V，调节电桥调零电位器Rw1进行桥路调零，重复实验一中的步骤4、5。按表2-1中给出的砝码重量值，读取数显表数值填入表2-1中。计算灵敏度，非线性误差。若实验时显示数值不变化说明R1与R2两应变片受力状态相同。则应更换应变片。表2－1半桥测量时，输出电压与加负载重量值重量（g）20406080100120140160180200电压（mV）3、根据图2-2接线，将四个应变片接入电路。接入桥路电源±5V，调节电桥调零电位器Rw1进行桥路调零。4、按表2-2中给出的砝码重量值，读取数显表数值填入表2-2中，进行灵敏度和非线性误差计算。图2-2

8、应变式传感器全桥实验接线图表2-2全桥输出电压与加负载重量值重量（g）20406080100120140160180200电压（mV）6、将10只砝码