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1实验(一)金属箔式应变片性能-单臂电桥

1实验(一)金属箔式应变片性能-单臂电桥
1实验(一)金属箔式应变片性能-单臂电桥

电子信息工程学系实验报告

课程名称:传感器与检测技术

实验项目名称:实验(一)金属箔式应变片性能-单臂电桥 时间:

班级:测控091 姓名:陈云 学号: 实 验 目 的:

了解金属箔式应变片,单臂单桥的工作原理和工作情况。

实 验 环 境:

CSY-910型传感器实验仪:直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、F/V 表、主、副电源。

实 验 内 容 及 过 程:

1、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。

电桥电路是最常用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Rl 、R2、R3、R4中,设桥臂四个电阻的阻值和变化量相同,即:R1=R2=R3=R4=R ,△R1=△R2=△R3=△R4=△R 。电阻的相对变化率分别为△Rl/Rl 、△R2/R2、△R3/R3、△R4/R4,当使用一个应变片时,为单臂电桥,总的变化率为 ΣR =△R/R ;当两个应变片组成差动半桥状态工作时,总的变化率为ΣR =2△R/R ;用四个应变片组成差动全桥工作时,总的变化率为ΣR =4△R/R.。

由此可知,单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。

2、旋钮初始位置

直流稳压电源打到±2V 档,F/V 表打到2V 档,差动放大增益最大。

3、实验步骤

(1)了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置

观察梁上的应变片,应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二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;电阻r下方的电位器是W1,其调节旋钮位于左边,电容C上方的电位器是W2,其调节旋钮位于右边。

(2)将差动放大器调零:

用连线将差动放大器的正(+)、负(-)与地短接。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(顺时针旋到底),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,撤去各连接导线。

(3)根据图接线。

Rl、R2、R3为电桥单元的固定电阻;Rx=R4为应变片。将稳压电源的切换开关置±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Wl,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。

(4)安装调整测微头

转动测微头上的调节旋钮,将测微头转动到10mm刻度附近,安装到双平等梁的自由端(与自由端磁钢吸合),调节测微头支柱的高度(梁的自由端跟随变化)使平衡梁处于水平位置(目测),固定紧测微头支座的固定旋钮,防止测微头绕支座转动。开启主、副电源,调节电位器W1,当F/V表显示为零或小于2V 时,将F/V表置2V档,再调节W1(慢慢地调),使F/V表显示为零(细调零),这时的测微头刻度为零位的相应刻度。

(5)往下或往上旋动测微头,使梁的自由端产生位移记下F/V表显示的值。

往下或往上旋动测微头的调节旋钮,使梁的自由端产生位移。建议每旋动测微头一周(转过50小格)即△X=0.5mm记一个数值填入下表:

(6)据所得结果计算灵敏度s=△V/△X

式中△x为梁的自由端位移变化,△V为相应F/V表显示的电压相应变化。

(7)实验完毕,关闭主、副电源,所有旋钮转到初始位置。

实验结果及分析:

本次实验取往下旋动测微头的调节旋钮,使梁的自由端产生位移。每次旋动测微头一周(转过50小格)即△X=0.5mm记一个F/V表的电压数值填入下表:

根据所测得的实验数据结果计算单臂电桥的灵敏度,即根据灵敏度公式s=△V/△X,式中△x为梁的自由端位移变化,△V为相应F/V表显示的电压相应变化,先将数据分别分4.5与2、4与1.5、3.5与1、3与0.5、2.5与0共5组,用逐差法计算灵敏度如下:

S=[(122.761-56.711)+(109.305-43.286)+(96.122-30.174)+(83.534-17.028)+(69.015-4.102)]/(5*5*0.5)

=25.355 V/m

由本次的实验数据可看出,数据几乎是成13递增的一组等差数列,满足电臂电桥的线性关系,并且计算得单臂电桥的灵敏度为25.355 V/m,排除掉其他因素的干扰影响外,本次试验还算成功,原理得到了验证。

实验心得:

经过此次的实验,让我们了解金属箔式应变片,以及单臂单桥的工作原理和工作情况。得知应变片在一定的区间范围内的形变与电压成线性关系,并可以计算出相应电桥的灵敏度,为以后的应用打下理论和实践基础。

思考题:

(1)本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求?

答:本实验要求直流稳压电源能够做到精准稳定可靠地工作,为电桥、运放以及电压表提供稳定的电压,最大限度地减少了由于电压不稳问题所引起的误差,使实验得到的数据能都尽量的准确客观地反映实际情况;对运放则要求其输入阻抗要高,放大倍数大。使电阻应变片所引起的微弱信号得以有效地放大,从而得到有效的实验数据。

(2)根据差动放大器电路原理图,分析其工作原理,说明它既能作差动放大,又可作同相或反相放大器。

答:运放取电桥两臂中间的电压相对变化值来放大,由此来反映电阻应变片的是阻值变化情况,并在实验一开始可以通过电位器W1来调整电桥的平衡,当把W1的调到使电桥平衡,当实验只用一片电阻应变片构成单臂电桥时,此时运放工作在同向或反向放大的状态,当使用两片电阻应变片时,组建成差动半桥,此时运放工作在差动放大状态,因此它既能作差动放大,又可作同相或反相放大器。

附录:

注意事项

(1)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。

(2)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。

(3) Wl、W2是电位器。

金属箔式应变片——单臂电桥性能实验1

金属箔式应变片——单臂电桥性能实验实验报告 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: 应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V 、±4V 电源、万用表(自备)。 三、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 ε?=?k R R (1-1) 式中 R R ?为电阻丝电阻相对变化; k 为应变灵敏系数; l l ?=ε为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1-1所示,将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。 图1-1 双孔悬臂梁式称重传感器结构图 通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化,电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,如图1-2所示R5=R6=R7=R 为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压 R R R R E U ??+??=211/40 (1-2) E 为电桥电源电压; 式1-2表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为L=%10021???- R R 。

图1-2 单臂电桥面板接线图 四、实验内容与步骤 1.应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上,可用万用表测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω。 2.差动放大器调零。从主控台接入±15V电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接,输出端Uo2接数显电压表(选择2V档)。将电位器Rw3调到增益最大位置(顺时针转到底),调节电位器Rw4使电压表显示为0V。关闭主控台电源。(Rw3、Rw4的位置确定后不能改动) 3.按图1-2连线,将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R1)接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。 4.加托盘后电桥调零。电桥输出接到差动放大器的输入端Ui,检查接线无误后,合上主控台电源开关,预热五分钟,调节Rw1使电压表显示为零。 5.在应变传感器托盘上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g砝码加完,记下实验结果,填入下表。 6.实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。 五、数据记录与分析 1、数据记录表格 2、用matlab绘制W-U曲线图如下图所示

惠斯登电桥实验报告模板

惠斯登电桥 一、实验目的 1.掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和方法 2.了解电桥灵敏度的概念与测量不确定度的关系 二、实验原理、方法及步骤(适当抄取重要的) 惠斯登电桥的原理如图1所示。如果B 、D 两点的电位相等,检流计中没有电流通过,此时电桥达到平衡。此时有 332 1kR R R R R x == (1) 式子中,k = R 1/ R 2,称为比率臂的倍率,R 3 称为比较臂。 式(1)称为电桥的平衡条件。由此测出未知电阻。 三、实验仪器 QJ23型电桥,滑线式电桥,电阻箱,检流计,滑线变阻器,直流稳压电源等。 四、实验数据及处理 1. 用滑线式惠斯登电桥测量电阻R x R x =735Ω A B C D 图1 D A C I x I 3 I 2 I 1

第四组数据 R x 的平均值为:Rx =8 .7392.7308.7230.7301.7344.7316.7302.726+++++++ =731.0Ω 相对误差:E = %100?-理 理 R R R X =代入数据=0.54% (取两位有效数字) 绝对不确定度:() Ω ==--=?∑=4) 1(1 2 代入数据n n R R t R n i X i (取一 位有效数字) 所以:R x =Rx R ?±=731±4(Ω) (结果的最后一位要和绝对不确定度对齐) 仪器不确定度:Δ1=0.2%×90.8+0.002=0.18Ω≈0.2Ω Δ2=0.2%×8000+0. 2=16.2Ω≈2×10Ω Δ3=0.5%×98000+5=495Ω≈5×102Ω 所以:R x1=90.9±0.2Ω R x1=(8.00±0.02)×103Ω R x1=(9.80±0.05)×104Ω 五、思考题 1使用电桥时应该怎样保护灵敏电流计? 答: 2用惠斯登电桥测量电阻时,为什么要将R 3,R x 的位置互换?为什么要改变电源的极性? 答:

实验一 金属箔式应变片实验报告

厦门大学嘉庚学院传感器 实验报告 实验项目:实验一、二、三 金属箔式应变片 ——单臂、半桥、全桥 实验台号: 专 业: 物联网工程 年 级: 2014级 班 级: 1班 学生学号: ITT4004 学生姓名: 黄曾斌 实验时间: 2016 年 5 月 20 日

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.基本原理 金属电阻丝在未受力时,原始电阻值为R=ρL/S 。 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R R /?为电阻丝电阻的相对变化,K 为应变灵敏系数,L L /?=ε 为电阻丝长度 相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、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。 输出电压: 1.单臂工作:电桥中只有一个臂接入被测量,其它三个臂采用固定电阻;输出 U O14/εEK =。 2.双臂工作:如果电桥两个臂接入被测量,另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥,又称为半桥形式;半桥电压输出U O2 2/εEK =。 3.全桥方式:如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。全桥电压输出U O3 εEK =。 三.需用器件与单元 CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、±15V 电源、±4V 电源、万用表(自备)。 ()() E R R R R R R R R U O 43213 241++-=

应变片单臂半桥全桥性能比较实验

应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 应变片基本原理: 电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在 外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变,这一物理现象 称为电阻应变效应 (a)丝式应变片 (b)箔式应变片 应变片结构图 (a)单臂(b)半桥

(c)全桥 应变片测量电路 在差动放大器增益相同的情况下:半桥电压表读数是单臂的两倍, 全桥电压表读数是单臂的四倍。因此在整个实验过程中都要保持放大 器增益不变。 单臂:在应变片测量原理图中R1、R2 R3为固定电阻,RX为金属箔式应变片。 半桥:在应变片测量原理图中R1、R2、为固定电阻,R3 RX为金属箔式应变片。R3与RX符号相反。 全桥:在应变片测量原理图中R1、R2、R3 RX全为金属箔式应变片。全桥实验时图中四个电阻均为金属箔式应变片,接线时两相邻的应变片的位置符号相反,对应位置的应变片符号相同。 应变片测量原理图 实验步骤: 一调零: 1 按图接线 差动放大器调零接线示意图 2、增益电位器RW3顺时针轾轻转到底再逆时针回调1圈,再调RW4 使电压表在200mv时显示为零。 单臂实验: 1、按图接线后用RW倜零。 2、把10个20克的法码放到托盘上调增益RW使电压表显示为50mv。 3、把法码全取下再依放上读取数据填于表中。 4、关闭电源,取下法码。 应变片单臂电桥性能实验数据 重量(g)0

直流电桥实验报告要点

清 华 大 学 实 验 报 告 系别:机械工程系 班号:72班 姓名:车德梦 (同组姓名: ) 作实验日期 2008年 11月 5日 教师评定: 实验3.3 直流电桥测电阻 一、实验目的 (1)了解单电桥测电阻的原理,初步掌握直流单电桥的使用方法; (2)单电桥测量铜丝的电阻温度系数,学习用作图法和直线拟合法处理数据; (3)了解双电桥测量低电阻的原理,初步掌握双电桥的使用方法。 (4)数字温度计的组装方法及其原理。 二、实验原理 1. 惠斯通电桥测电阻 惠斯通电桥(单电桥)是最常用的直流电桥,如图是它的电路原理图。 图中1R 、2R 和R 是已知阻值的标准电阻,它们和被测电阻x R 连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂。对角A 和C 之间接电源E ;对角B 和D 之间接有检流计G ,它像桥一样。若调节R 使检流计中电流为零,桥两端的B 点和D 点点位相等,电桥达到平衡,这时可得 x R I R I 21=, 1122I R I R = 两式相除可得 R R R R x 1 2 = 只要检流计足够灵敏,等式就能相当好地成立,被测电阻值x R 可以仅从三个标准电阻

的值来求得,而与电源电压无关。这一过程相当于把x R 和标准电阻相比较,因而测量的准确度较高。 单电桥的实际线路如图所示: 将2R 和1R 做成比值为C 的比率臂,则被测电阻为 CR R x = 其中12R R C =,共分7个档,0.001~1000,R 为测量臂,由4个十进位的电阻盘组 成。图中电阻单位为Ω。 2. 铜丝电阻温度系数 任何物体的电阻都与温度有关,多数金属的电阻随文的升高而增大,有如下关系式: )1(0t R R R t α+= 式中t R 、0R 分别是t 、0℃时金属丝的电阻值;R α是电阻温度系数,单位是(℃-1 )。严格 地说,R α一般与温度有关,但对本实验所用的纯铜丝材料来说,在-50℃~100℃的范围内R α的变化很小,可当作常数,即t R 与t 呈线性关系。于是 t R R R t R 00 -= α 利用金属电阻随温度变化的性质,可制成电阻温度计来测温。例如铂电阻温度及不仅准确度高、稳定性好,而且从-263℃~1100℃都能使用。铜电阻温度计在-50℃~100℃范围内因其线性好,应用也较广泛。 3. 双电桥测低电阻 用下图所示的单电桥测电阻时,被测臂上引线1l 、2l 和接触点1X 、2X 等处都有一定

金属箔式应变片性能一单臂电桥实验报告

实验一金属箔式应变片性能一单臂电桥 (998 B型) 一、实验目的 了解金属箔式应变片,单臂单桥的工作原理和工作情况。 二、实验仪器 CSY型-998A传感器系统实验仪(直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源)。 旋钮初始位置:直流稳压电源打到±2V档,F/V表打到2V档,差动放大增益最大。 三、实验原理 本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工作情况。 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。 电桥电路是最常用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R 1、R 2 、R 3 、R 4 中,电阻的相对变 化率分别为ΔR 1/R 1 、ΔR 2 /R 2 、ΔR 3 /R 3 、ΔR 4 /R 4 ,当使用一个应变片时,ΣR =ΔR/ R;当二个应变片组成差动状态工作,则有ΣR =2ΔR/ R;用四个应变片组成二 个差对工作,且R 1=R 2 =R 3 =R 4 ,ΣR =4ΔR/ R; 由此可知,单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。 四、实验内容 1、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置,观察梁上的应变片,应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二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

华中科技大学直流电桥实验报告

华中科技大学直流电桥实验报告 篇一:华中科技大学汇编实验报告2 课程实验报告 课程名称:汇编语言程序设计实验 实验名称:实验二分支程序、循环程序的设计 实验时间:2016-3-29,14:00-17:30 实验地点:南一楼804室63号实验台指导教师:张勇专业班级:计算机科学与技术201409班学号:U201414813姓名:唐礼威 同组学生:无报告日期:2016年3月30日 原创性声明 本人郑重声明:本报告的内容由本人独立完成,有关观点、方法、数据和文献等的引用已经在文中指出。除文中已经注明引用的内容外,本报告不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作

品或成果,不存在剽窃、抄袭行为。特此声明! 学生签名:日期: 成绩评定 指导教师签字: 日期: 目录 1 2 3 4 实验目的与要求 (1) 实验内容............................................................. 1 实验过程............................................................. 2 任务1 .................................................................. .......................................................... 2 设计思想及存储单元分配............................................................... ......................... 2 流程图............................................................... ......................................................... 3 源

单臂半桥传感器实验报告总结

单臂半桥传感器实验报告总结 篇一:单臂半桥全桥传感器实验报告 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、基本原理: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:ΔR/R=Kε,式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用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。对单臂电桥输出电压 Uo1= EKε/4。 图1-1 应变式传感器安装示意图 三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器-电子秤、 砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。 四、实验步骤: 1.根据图(1-1)应变式传感器(电子秤)已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、

R2、R3、R4。加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。 2.接入模板电源±15V(从主控台引入),检查无误后,合上主控台电源开关,将实验模板调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大 器调零,方法为将差放的正负输入端与地短接,输出端与主控台面板上数显表 电压输入端Vi相连,调节实验模板上调零电位器RW4,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Rw3、Rw4的位置一旦确定,就不能改变。一直到做完实验三为止)。 3.将应变式传感器的其中一个电阻应变片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(R5、R6、R7模块内已接好),接好电桥调零电位器RW1,接上桥路电源±4V(从主控台引入),此时应将±4地与±15地短接。如图1-2所示。检查接线无误后,合上主控台电源开关。调节RW1,使数显表显示为零。 图1-2应变式传感器单臂电桥实验接线图 4.在电子称上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g(或500 g)砝码加完。记下实验结果填入表1-1,关闭电源。 表1-1单臂电桥测量时,输出电压与加负载重量值

金属箔式应变片性能实验报告

实验报告 姓名:学号:班级: 实验项目名称:实验一金属箔式应变片性能——单臂电桥,半桥 实验目的:了解金属箔式应变片,单臂单桥的工作原理和工作情况;:验证单臂、半桥性能及相互之间关系。 实验原理: 单臂、半桥、全桥是指在电桥组成工作时,有一个桥臂、二个桥臂、全部四个桥臂(用应变片)阻值都随被测物理量而变化。 电桥的灵敏度:电桥的输出电压(或输出电流) 与被测应变在电桥的一个桥臂上引起的电阻变化率之 间的比值,称为电桥的灵敏度。如图是直流电桥,它 的四个桥臂由电阻R1、R2、R3、R4组成,U。是供桥电 压,输出电压为: 当R1×R3=R2×R4则输出电压U为零,电桥处于平 衡状态。 如果将R4换成贴在试件上的应变片,应变片随试件的受力变形而变形,引起应变片电阻R4的变化,平衡被破坏,输出电压U发生变化。当臂工作时,电桥只有R4桥臂为应变片,电阻变为R+R,其余各臂仍为固定阻值R,代入上式有 组桥时,R1和R3,R2和R4受力方向一致。 实验步骤(电路图): (1)了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置,观察梁上的应变片,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)根据图1接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片;将稳压电源的切换开关置±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。 图1金属箔式应变片性能—单臂电桥电路 (4)将测微头转动到10mm刻度附近,安装到双平等梁的自由端(与自由端磁钢吸合),调节测微头支柱的高度(梁的自由端跟随变化)使F/V表显示最小,再旋动测微头,使F/V 表显示为零(细调零),这时的测微头刻度为零位的相应刻度。 (5)——往下或往上旋动测微头,使梁的自由端产生位移记下F/V表显示的值。建议每旋动测微头一周即ΔX=0.5mm 记一个数值填入下表: (6)据所得结果计算灵敏度S=ΔV/ΔX(式中ΔX为梁的自由端位移变化,ΔV为相应F /V表显示的电压相应变化)。 (7) 将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取二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W1使F/V表显示表显示为零,重复(5)过程同样测得读数,填入下表: 实验结果及分析: 单臂电桥结果: 位移(mm)-1.0 -0.5 0.5 1.0 1.5 电压(mv)-0.057 -0.044 0.012 0.025 0.036 灵敏度计算:电压变化的平均值=0.013mv S=ΔV/ΔX=0.026mv/mm 结果分析:半桥的灵敏度是单臂电桥灵敏度的2倍。 实验中的注意事项及实验感想、收获或建议等:

应变片单臂半桥全桥性能比较实验

应变片单臂半桥全桥性 能比较实验 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验应变片基本原理: 电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变,这一物理现象称为“电阻应变效应 (a) 丝式应变片 (b) 箔式应变片 应变片结构图 (a)单臂(b)半桥(c)全桥 应变片测量电路 在差动放大器增益相同的情况下:半桥电压表读数是单臂的两倍,全桥电压表读数是单臂的四倍。因此在整个实验过程中都要保持放大器增益不变。 单臂:在应变片测量原理图中R1、R2、R3为固定电阻,RX为金属箔式应变片。 半桥:在应变片测量原理图中R1、R2、为固定电阻,R3、RX为金属箔式应变片。R3与RX符号相反。

全桥:在应变片测量原理图中R1、R2、R3、RX全为金属箔式应变片。全桥实验时图中四个电阻均为金属箔式应变片,接线时两相邻的应变片的位置符号相反,对应位置的应变片符号相同。 应变片测量原理图 实验步骤: 一、调零: 1、按图接线 差动放大器调零接线示意图 2、增益电位器RW3顺时针轾轻转到底再逆时针回调1圈,再调RW4使电压表在 200mv时显示为零。 二、单臂实验: 1、按图接线后用RW1调零。 2、把10个20克的法码放到托盘上调增益RW3使电压表显示为50mv。 3、把法码全取下再依放上读取数据填于表中。 4、关闭电源,取下法码。 应变片单臂电桥性能实验数据 应变片单臂电桥实验接线示意图 三、半桥实验: 1、按图接线。 应变片半桥实验接线示意图 2、用RW1调零(增益RW3和放大器调零RW4保持在单臂实验壮态不变) 。

惠斯通电桥实验报告.pdf

南昌大学物理实验报告 课程名称:惠斯通电桥 实验名称:惠斯通电桥 学院:眼视光学院专业班级:眼视光151班学生姓名:许春芸学号:6303615024 实验地点:210座位号:30 座实验时间:第8周星期6上午10点10开始

一、实验目的: 1.掌握电桥测电阻的原理和方法。 2.了解减小测电阻误差的一般方法。 二、实验原理: 惠斯通电桥的电路四个电阻 R1.R2.R3.Rx 连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂,对角 A 和 C 加上电源 E,对角 B 和 D 之间连接检流计 G,所谓桥就是指 BD 这条对角线,它的作用就是将桥的两个端点的电势直接进行比较。当 B.D 两点电势相等时,检流计中无电流通过,电桥达到了平衡,这时有:R2/R1=Rx/R3,即*Rx=(R2/R1)R3。若 R1.R2.R3 均已知,则 Rx 可由上式求出。 电桥电路可以这样理解,电源 E.R2.Rx 是一个分压电路,Rx 上的电压为[Rx/(R1+R2)]·E,又 E 和 R1.R3 也是一个分压电路,R3 上的电压等于[R3/(R3+R1)]·E,现在用检流计来比较 Rx 和 R3 的电压,根据电流方向,可以发现哪一个电压更大些。当检流计指零时,说明两电压相等,也就得出*式。 三、实验仪器: 线式电桥板、电阻箱、滑线变阻器、检流计、箱式惠斯通电桥、待测电阻、低压直流电源。 四、实验内容和步骤: 1、标准电阻 Rn 选择开关选择“单桥”档; 2、工作方式开关选择“单桥”档; 3、电源选择开关选在有效量程里; 4、G 开关选择“G 内接”; 5、根据 Rx 的估计值,选好量成倍率,设置好 R1R2 值和 R3 值,将位值电阻 Rx 接入 Rx 接线端子(注意 Rx 端于上方短接片应接好); 6、打开仪器市电开关、面板指示灯亮; 7、建议选择毫伏表作为仪器检流计,释放“接入”键,量程置“2mV”挡,调节“调零”电位器,将数显表调零。调零后将量程转入 200mV 量程,按下“接入”按键,也可以选择微安表做检流计; 8、调节 R3 各盘电阻,粗平衡后,可以选择 20mV 或 2mV 挡,细调 R3,使电桥平衡;

自动化传感器实验报告一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

广东技术师范学院实验报告 学院: 自动化 专业: 自动化 班级: 08自动化 成 绩: 姓名: 学号: 组 别: 组员: 实验地点: 实验日期: 指导教师签名: 实验一 项目名称: 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、 基本原理 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: l R S ρ = (1) 当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时,将伸长l ?,横截面积相应减小S ?,电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ?,故引起电阻值变化R ?。对式(1)全微分,并用相对变化量来表示,则有: R l S R l S ρρ ????=-+ (2) 式中的l l ?为电阻丝的轴向应变,用ε表示,常用单位με(1με=1×610mm mm -)。 若径向应变为r r ?,电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比μ表示为 l r r l μ??=-(),因为S S ?=2(r r ?),则(2)式可以写成: 01212R l l l k R l l l l l ρρρμμρ??????=++=++=?()() (3) 式(3)为“应变效应”的表达式。0k 称金属电阻的灵敏系数,从式(3)可见,0k 受两个因素影响,一个是(1+μ2),它是材料的几何尺寸变化引起的,另一个是ρρε?() ,是 材料的电阻率ρ随应变引起的(称“压阻效应”)。对于金属材料而言,以前者为主,则 μ210+≈k ,对半导体,0k 值主要是由电阻率相对变化所决定。实验也表明,在金属丝拉 伸比例极限内,电阻相对变化与轴向应变成比例。通常金属丝的灵敏系数0k =2左右。 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,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,根据(3)式,可以得到被测对象的应变值ε,而根据应

金属箔式应变片-电桥性能实验

实验一金属箔式应变片――电桥性能实验 (一)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: 应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表(自备)。 三、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:ΔR/R=Kε,式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件,如图1-1所示,四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧,弹性体受到压力发生形变,应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。 图1-1 图1-2 通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,

如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压 Uo= R R R R E ??+?? 211/4 (1-1) E 为电桥电源电压,R 为固定电阻值,式1-1表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为L=%10021???- R R 。 四、实验内容与步骤 1.应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上,可用万用表测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω。 2.差动放大器调零。从主控台接入±15V 电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端Ui 短接并与地短接,输出端Uo 2接数显电压表(选择2V 档)。将电位器Rw3调到增益最大位置(顺时针转到底),调节电位器Rw4使电压表显示为0V 。关闭主控台电源。(Rw3、Rw4的位置确定后不能改动) 3.按图1-2连线,将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R1)接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。 4.加托盘后电桥调零。电桥输出接到差动放大器的输入端Ui ,检查接线无误后,合上主控台电源开关,预热五分钟,调节Rw1使电压表显示为零。 5.在应变传感器托盘上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g 砝码加完,计下实验结果,填入下表1-1,关闭电源。 表1-1 重量(g) 电压(mV) 五、实验报告 根据表1-1计算系统灵敏度S =ΔU/ΔW (ΔU 输出电压变化量,ΔW 重量变化量)和非线性误差δf1=Δm/y F..S ×100%。(式中Δm 为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差;y F ·S 为满量程(200g )输出平均值) 六、注意事项 加在应变传感器上的压力不应过大,以免造成应变传感器的损坏!

单臂电桥性能实验报告

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、基本原理: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: εK R R =?/ 式中R R /?为电阻丝电阻的相对变化,K 为应变灵敏系数,l l /?=ε为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、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U O14/εEK =。 三、需用器件与单元:应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、数显表、±15V 电源、±4V 电源、万用表(自备)。 四、实验步骤: 1、根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R 2、R 3、R 4。加热丝也接于模块上,可用万用表进行测量判别,R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。 2、接入模块电源±15V (从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模块调节增益电位器Rw 3顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大器调零,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的数显表电压输入端Vi 相连,调节实验模块上调零电位器Rw 4,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1-1 应变式传感器安装示意图

3、将应变式传感器的其中一个应变片R 1(即模块左上方的R 1)接入电桥作为一个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥(R 5、R 6、R 7模块内已连接好),接好电桥调零电位器Rw 1,接上桥路电源±4V (从主控箱引入)如图1-2所示。检查接线无误后,合上主控箱电源开关。调节Rw 1,使数显表显示为零。 4、在电子秤上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到500g (或200g )砝码加完。记下实验结果填入表1-1,关闭电源。 表1-1 单臂电桥输出电压与加负载重量值 5、根据表1-1计算系统灵敏度S ,S=W u ??/(u ?输出电压变化量;W ?重量变化量)计算线性误差:δf1=y m /? F ?S ×100%,式中m ?为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差:y F ?S 满量程输出平均值,此处为500g 或200g 。 五、思考题: 单臂电桥时,作为桥臂电阻应变片应选用:(1)正(受拉)应变片(2)负(受压)应变片(3)正、负应变片均可。 图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图

实验一-金属箔式应变片实验报告

成绩: 预习审核: 评阅签名: 厦门大学嘉庚学院传感器 实验报告 实验项目:实验一、二、三金属箔式应变片——单臂、半桥、全桥 实验台号: 专业:物联网工程 年级:2014级 班级:1班 学生学号:ITT4004 学生姓名:黄曾斌 实验时间:2016 年 5 月20 日

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.基本原理 金属电阻丝在未受力时,原始电阻值为R=ρL/S 。 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R R /?为电阻丝电阻的相对变化,K 为应变灵敏系数,L L /?=ε 为电阻丝长度 相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、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。 输出电压: 1.单臂工作:电桥中只有一个臂接入被测量,其它三个臂采用固定电阻;输出 U O14/εEK =。 2.双臂工作:如果电桥两个臂接入被测量,另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥,又称为半桥形式;半桥电压输出U O2 2/εEK =。 3.全桥方式:如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。全桥电压输出U O3 εEK =。 三.需用器件与单元 CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、±15V 电源、±4V 电源、万用表(自备)。 ()() E R R R R R R R R U O 43213 241++-=

1.应变电桥性能实验

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、基本原理: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:ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用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。,对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。 三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、电子秤、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。 四、实验步骤: 1、根据图(1-1)应变式传感器(电子秤)已装于应变传感器模板上。传感器中各应 变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右 图1-1 应变式传感器安装示意图 2、接入模板电源±15V(从主控台引入),检查无误后,合上主控台电源开关,将实验 模板调节增益电位器R W3顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大器调零,方

法为将差放的正负输入端与地短接,输出端与主控台面板上数显表输入端V i相连,调节实验模板上调零电位器R W4,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R w3、R w4的位置一旦确定,就不能改变。一直到做完实验三为止)。 3、将应变式传感器的其中一个电阻应变片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(R5、R6、R7模块内已接好),接好电桥调零电位器R W1,接上桥路电源±4V(从主控台引入)如图1-2所示。检查接线无误后,合上主控台电源开关。调节R W1,使数显表显示为零。 图1-2应变式传感器单臂电桥实验接线图 4、在电子称上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值, 直到200g(或500 g)砝码加完。记下实验结果填入表1-1,关闭电源。 重量(g) 电压(mv)

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云南农业大学 物 理 实 验 报 告 实验名称:惠斯通电桥测量电阻 一、实验目的 (1)了解惠斯通电桥的构造和测量原理。 (2)掌握用惠斯通电桥测电阻的方法。 (3)了解电桥灵敏度的概念及其对电桥测量准确度的影响。 二、实验仪器 滑线式电桥,箱式电桥,检流计,电阻箱,滑动电阻器,待测电阻,电源,开关,导线等。 三、实验原理: 1.惠斯通电桥的测量原理 如图1所示,由已知阻值的三个电阻R 0、R 1、R 2和一个待测电阻R x 组成一个四边形,每一条边称为电桥的一个臂,在对角A 、B 之间接入电源E ,对角C 、D 之间接入检流计G 。适当调节R 0、R 1、R 2的阻值,可以使检流计G 中无电流流过,即C 、D 两点的电势相等,电桥的这种状态称为平衡态。电桥的平衡条件为 1 002 x R R R KR R = = (1) 式中比例系数K 称为比率或倍率,通常将R1、R2称为比率臂,将R0称为比较臂。

2.电桥的灵敏度 式(1)是在电桥平衡的条件下推导出来的,而电桥是否达到真正的平衡状态,是由检流计指针是否有可察觉的偏转来判断的。检流计的灵敏度是有限的,当指针的偏转小于0.1格时,人眼就很难觉察出来。在电桥平衡时,设某一桥臂的电阻是R ,若我们把R 改变一个微小量ΔR ,电桥就会失去平衡,从而就会有电流流过检流计,如果此电流很小以至于我们未能察觉出检流计指针的偏转,我们就会误认为电桥仍然处于平衡状态。为了定量表示检流计的误差,我们引入电桥灵敏度的概念,它定义为 n S R R ?= ? (2) 式中,ΔR 为电桥平衡后电阻R 的微小改变量,Δn 为电阻R 变化后检流计偏离平衡位置的格数,所以S 表示电桥对桥臂电阻相对不平衡值ΔR /R 的反应能力。 3.滑线式惠斯通电桥 滑线式惠斯通电桥的构造如图2所示。A 、B 、C 是装有接线柱的厚铜片(其电阻可以忽略),A 、B 之间为一根长度为L 、截面积和电阻率都均匀的电阻丝。电阻丝上装有接线柱的滑键可沿电阻丝左右滑动,按下滑键任意触头,此时电阻丝被分成两段,设AD 段的长度为L 1、电阻为R 1,DB 的长度为L 2、电阻为R 2,因此当电桥处于平衡状态时,有 111 000221 x R L L R R R R R L L L = ==- (3) 式中,L 1的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出,R 0用一个十进制转盘式电阻箱作为标准电阻使用。另外电源E 串联了一个滑线变阻器RE ,对电路起保护、调节作用。为了消除电阻丝不均匀带来的误差,可用交换R 0与R x 的位置重新测量的方法来解决。也就是在测定R x 之后,保持R 1、R 2不变(即D 点的位置不变),将R 0与R x 的位置对调,重新调 节R 0为0R ',使电桥达到平衡,则有 221 000 111 x R L L L R R R R R L L -'''= == (4) 所以 221 000 111 x R L L L R R R R R L L -'''= == (5) 由式(5)可知,Rx 与R1、R2(或L1、L2)无关,它仅取决于R0的准确度。可以证明

电桥性能实验

直流电桥原理 在进行金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能实验之前,我们有必要先来介绍一下直流电桥的相关知识。电桥电路有直流电桥和交流电桥两种。电桥电路的主要指标是桥路灵敏度、非线性和负载特性。下面具体讨论有关直流电路和与之相关的这几项指标。 一、 平衡条件 直流电桥的基本形式如图1-1所示。R 1, R 2,R 3 , R 4 为电桥的桥臂电阻,R L 为其负载(可以是测量仪表内阻或其他负载)。 当R L ∞时,电桥的输出电压V 0应为 V 0=E( 4 33 211R R R R R R +-+) 当电桥平衡时,V0=0,由上式可得到R 1R 4=R 2R 3 或 4 3 21R R R R = (1-1) 图1-1 式(1-1)秤为电桥平衡条件。平衡电桥就是桥路中相邻两桥臂阻值之比应相等,桥路相邻两臂阻值之比相等方可使流过负载电阻的电流为零。 二、 平衡状态 1.单臂直流电桥 所谓单臂就是电桥中一桥臂为电阻式传感器,且其电阻变化为△R ,其它桥臂为阻值固定不变,这时电桥输出电压V 0≠0(此时仍视电桥为开路状态),则不平衡电桥输出电压V 0为

V 0= E R R R R R R R R R R ? ??? ??+???? ? ?+?+??? ? ?????? ??341211114113 (1-2) 设桥臂比n=1 2R R ,由于△R 1《R 1,分母中11 R R ?可忽略,输出电压便为 V"0= E R R R R R R R R ? ??? ??+???? ? ?+? ?? ? ?????? ??3412114113 这是理想情况,式(1-2)为实际输出电压,由此可求出电桥非线性误差。实际的非线性特性曲线与理想线性曲线的偏差秤为绝对非线性误差。则其相对线性误差r 为: r=''000V V V -= ???? ??+?+???? ???-1211111R R R R R R = ??? ? ??+?+???? ???-n R R R R 11111 (1-3) 由此可见,非线性误差与电阻相对变化11R R ?有关,当11R R ?较大时,就不可忽略误差了。 下面来看电桥电压灵敏度S V 。在式(1-2)中,忽略分母中11 R R ?项,并且考虑到起始平衡条件 4 3 21R R R R = ,从式(1-2)可以得到 V 0'≈1 12)1(R R n n E ?+ (1-4) 电桥灵敏度的定义为 S V = 1 10R R V ?≈11' 0R R V ? = E n n 2 )1(+ (1-5) 当n=1时,可求得S V 最大。也就是说,在电桥电压E 确定后,当R 1=R 2,R 3=R 4 时,电桥电压灵敏度最高。此时可分别将式(1-2)、(1-3)、(1-4)、(1-5)化简为

金属箔式应变片半桥性能实验报告

南京信息工程大学传感器实验(实习)报告 实验(实习)名称金属箔式应变片半桥性能实验实验(实习)日期12.2得分指导老师 系专业班级姓名学号 实验目的:比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。 实验内容: 基本原理: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,其桥路输出电压U O2=EKε/2。 需用器件与单元:主机箱、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。 实验步骤: 1、将托盘安装到应变传感器的托盘支点上。将实验模板差动放大器调零:用导线将实验模板上的±15v、⊥插口与主机箱电源±15v、⊥分别相连,再将实验模板中的放大器的两输入口短接(V i=0);调节放大器的增益电位器R W3大约到中间位置(先逆时针旋到底,再顺时针旋转2圈);将主机箱电压表的量程切换开关打到2V档,合上主机箱电源开关;调节实 验模板放大器的调零电位器R W4,使电压表显示为零。 图2 应变式传感器半桥接线图 2、拆去放大器输入端口的短接线,根据图2接线。注意R2应和R3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。调节实验模板上的桥路平衡电位器R W1,使主机箱电压表显示为零;在应变传感器的托盘上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g(或500 g)砝码加完。记下实验数据填入表2画出实验曲线,计算灵敏度S2=U/W,非线性误差δ。实验完

毕,关闭电源。 实验结果: 表2 解:S=200/80=2.5 δ=Δm/y FS×100%=1/200x100%=0.5%

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