传感器技术-实验报告.docx

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1、University of Science and Technology of China96 Jinzhai Road, Hefei Anhui 230026,The Peoples Republic of China传感器技术李方勇PB05210284 0510第29组2号（周五下午）实验题目传感器技术实验目的1.了解电阻应变式传感器的基本原理，结构，基本特性和使用方法。2 .研窕比较电阻应变式传感器配合不同转换和测量电路的灵敏度特性。3 .掌握电阻应变式传感器的使用方法和使用要求。实验原理1 .传感器的一般特性指输出信号与输入物理量之间的关系理想情况：Y=ax9。为灵敏度系数2 .（金属

2、材料电阻应变式）敏感元件的结构3 .（电阻应变式传感器）原理敏感元件（弹性元件）+变换测量电路如下图：金属箔电阻应变片贴牢在悬臂梁上下表面，悬臂梁远端加祛码使它弯曲，上表面受到拉 仲，下表面受到压缩。所以上表面电阻阻值变大，下表面电阻阻值变小。分别将一个、两个 或四个电阻应变片与固定电阻组成电桥（所谓单臂、半桥或全桥），以电压表为平衡检测器。 未加祛码时，调节电桥平衡，输出电压为零。随着负载增加，电桥不平衡性加大，电压表读 数越大。做M-U图，是线性关系。对应三种情况，分别求出电桥灵敏度（单位质量变化引 起电压的变化AU/AM）。实验内容1 .运放调零：打开电源，+4, 4V电源（运放的工作电

3、压）也打开。将 运放+,-端接 地，输出端接数字电压表的输入端，“增益”电位器调大，调节“调零”电位器使电压 表指示为零（2V档）。拆除连线。在以后的实验中保持两电位器不变。2 .桥路联接：关闭电源，接好联线。打开电源，调节电位器WD使电压表指示为零（2V 档），如不能调零则选一较小的稳定值为零点，在以后的实验中保持电位器不变。3 .注意事项（1）臂、半桥和全桥三种情况连接电路，分别完成实验。不加祛码时，由于元件不对称等 因素导致电桥不平衡，电表不指零。电位器W的作用在于调节电表一端的电位，使得电表指零（但初始时读数不为零，并不影响电子秤的制造和使用）。（2）过程中形变滞后，引起示值不断变化，

4、可能产生误差。应再测量减载过程。用这两组 数据作图，看有何不同。实验数据表91单臂电桥电路质量m/g102030405060708090100U/v（升）U/v（降）08表91半桥电路质量m/g102030405060708090100U/v（升）U/v（降）表91全桥电路质量m/g102030405060708090100U/v（升）U/v（降）数据处理及分析1.单臂电桥电路 （1）上升曲线：Linear Regression for Datal C: Y = A + B * X Parameter Value ErrorABRSDNP灵敏度 = OAlOmV/AW /g标准差” 二。7V

5、n-1A类不确定度。人y/n= 0.002 加%下降曲线：Linear Regression for Datal D: Y = A + B * XParameter Value ErrorE-4SD N P灵敏度s= A匕= 0.447AW标准差 V n-=0.008A类不确定度。八2.半桥电路上升曲线：Linear Regression for DataIF:Y = A + B * XParameter Value ErrorAB 8.63333E-4SD N PAV灵敏度S=0.863AW标准差o =产7)V n-l=0.008A类不确定度%=气=0.003根%下降曲线：Linear Re

6、gression for Datal_G: Y = A + B * XParameter Value Error8.78788E-4SD N PAV灵敏度S= 0.879W标准差。= 0.018 加%A类不确定度3.全桥电路 上升曲线：Linear Regression for Datal I:Y = A + B * XParameter Value ErrorRSD N P一一厂 AV灵敏度S=AW标准差（T =0.041 小A类不确定度1=.=0.012机%下降曲线：Linear Regression for Datal_J: Y = A + B * XParameter Value Er

7、rorRSD N P灵敏度S = A匕= 1.660mV/AW /g71-1= 0016A类不确定度。八y/n= 0.005 根图形分析:从图中可以看出下降曲线的斜率大于上升曲线，主要是由于滞后效应产生的。 三个电路比较：由Origin处理得到的数据，有S单：S半：S全=0.0410:0.0863:0.158近似有1:2:4的关系实验结论课后思考题1 .未加负载时，如电压表读数不为0,而又没有调零电位器，能否制成一台实用的电子秤？ 答：可以。变化仍是线性的，记下电压表的初值，然后在初值的基础上标记相应的质量读书 即可。2 .在许多物理实验中，加热与减载过程中对应的物理量变化有滞后效应，试总结它们的共 同之处，提出解决方案？答：滞后效应产生的原因是加热和减载都不能立即达到稳定。解决方案：（1）增加灵敏度;（2）稍微等待一定时间使其更接近稳定等。3 .上升和下降曲线有何不同？答：从图中可以看出下降曲线的斜率大于上升曲线，主要是由于滞后效应产生的。