单臂电桥性能实验报告.docx

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1、单臂电桥性能试验报告篇一：单臂电桥性能试验报告试验一金属箔式应变片单臂电桥性能试验一、试验目的：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、根本原理：电阻丝在外力作用下发生气械变形时， 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：?R/R?K?式中?R/R 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uo1?eK?/4。1014三、需用器件与单元

2、：应变式传感器试验模块、应变式 传感器、砝码、数显表、15V 电源、4V 电源、万用表自备。四、试验步骤：1、依据图 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 R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模块上，可用万用表进展测量判别， R1=R2=R3=R4=350，加热丝阻值为 50左右。图 1-1 应变式传感器安装示意图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，将试验模块调整增益电位器 Rw3 顺时针调整大致到中间位置，再进展差动放大器调零，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，

3、调整试验模块上调零电位器 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。3、将应变式传感器的其中一个应变片 R1即模块左上方的R1接入电桥作为一个桥臂与 R5、R6、R7 接成直流电桥R5、R6、R7 模块内已连接好，接好电桥调零电位器 Rw1， 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。调整 Rw1，使数显表显示为零。图 1-2 应变式传感器单臂电桥试验接线图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。登记试验结果填入表 1-1，关闭电源。表 1-1

4、单臂电桥输出电压与加负载重量值5、依据表 1-1 计算系统灵敏度 s，s=?u/?w?u 输出电压变化量；?w 重量变化量计算线性误差：?f1=?m/yF?s 100%，式中?m 为输出值屡次测量时为平均值与拟合直线的最大偏差：yF?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。试验二金属箔式应变片半桥性能试验一、试验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解 其特点。二、根本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作 为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应 变片阻值和应变量一样

5、时，其桥路输出电压 uo2=eK?/2。三、需要器件与单元：同试验一。四、试验步骤：1、传感器安装同试验一。做试验一2 的步骤，试验模块差动放大器调零。2、依据图 1-3 接线。R1、R2 为试验模块左上方的应变片，留意R2 应和 R1 受力状态相反，马上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。接入桥路电源4V，调整电桥调零电位器Rw1 进展桥路调零，试验步骤 3、4 同试验一中 4、5 的步骤，将试验数据记入表 1-2，计算灵敏度 s=?u/?w，非线性误差?f2。假设试验时很多值显示说明 R2 与R1 为一样受力状态应变片，应更换另一个应变片。接主控箱电接数显

6、表源输出 Vi 地接主控箱电源输出图 1-3 应变式传感器半桥试验接线图表 1-2 半桥测量时，输出电压与加负载重量值五、思考题：1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电 桥时，应放在：1对边2邻边。2、桥路差动电桥测量时存在非线性误差，是由于：（1） 电桥测量原理上存在非线性2应变片应变效应是非 线性的3调零值不是真正为零。篇二：自动化传感器试验报告一金属箔式应变片单 臂电桥性能试验广东技术师范学院试验报告学院：自动化专业：自动化姓名：试验地点：学号： 试验日期：班级：08 自动化组别： 成 绩：组员：指导教师签名：试验一工程名称：金属箔式应变片单臂电桥性能实验一、试验目的了解金属箔

7、式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。二、根本原理金属丝在外力作用下发生气械形变时，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：R?l1s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转变?， 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?2Rls?式中的?l 为电阻丝的轴向应变，用?表示，常用单位?1?=110?6。假设径向应变为?r，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比?表示为，由于?s=2?，则2式可以写成：?R?ll?l3?1?2?1?2k0Rl?lll式3为“应

8、变效应”的表达式。k0 称金属电阻的灵敏系数，从式3可见，k0 受两个因素影响，一个是1+2?，它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是?，是?材料的电阻率?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k0?1?2?，对半导体，k0 值主要是由电阻率相对变化所打算。试验也说明，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 k0=2 左右。用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象外表上。 在外力作用下，被测对象外表产生微小机械变形时，应变片敏感栅也伴同变形，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，依据3式，可以得到 被测对

9、象的应变值?，而依据应力应变关系：?e?4式中测试的应力； e材料弹性模量。可以测得应力值。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。三、需用器件与单元传感器试验箱一中应变式传感器试验单元、砝码、智能直流电压表或虚拟仪表中直流电压表、15V 电源、5V 电源，传感器调理电路挂件。四、试验内容与步骤1应变片的安装位置如图 1-1 所示，应变式传感器已装在传感器试验箱一上，传感器中各应变片已接入模板 的左上方的R1、R2、R3、R4，可用万用表测量 R1

10、=R2=R3=R4=350 。R4 R3 R1 R2图 1-1 应变式传感器安装示意图2. 把?15V 直流稳压电源接入“传感器调理电路”试验 挂箱，检查无误后，开启试验台面板上的直流稳压电源开关， 调整Rw3 使之大致位于中间位置Rw3 为 10 圈电位器，再进展差动放大器调零，方法为：将差动放大器的正、负输入端与地短接，输出端uo2 接直流电压表，调整试验模板上调零电位器 Rw4，使直流电压表显示为零，关闭直流稳压电源 开关。留意：当 Rw3 的位置一旦确定，就不能转变。图 1-2 应变式传感器单臂电桥试验接线图3. 按图 1-2 将应变式传感器的其中一个应变片 R1即模板左上方的 R1接

11、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5V，如图 1-2 所示。检查接线无误后，合上直流稳压电源开关，调整 Rw1，使直流电压表显示为零。4. 在砝码盘上放置一只砝码，待直流电压表数值显示稳定后，读取数显值，以后每次增加一个砝码并读取相应的测量值，直到200g 砝码加完，登记试验结果填入表 1-1，关闭电源。5. 依据表 1-1 计算系统灵敏度 s?u/?w?u 输出电压的变化量，?w 重量变化量和非线性误差f1=m/yFs100 式中?m屡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

12、值,此处为 200g。解：s=200/47=4.225f1=m/yFs100=2/200100=1五、思考题 1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 均可以。答：应选用正应变片。六、试验报告要求1. 记录试验数据，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缘由。答：产生非线性误差的缘由：电阻变化率R/R 不行能完全成线性增加。广东技术师范学院预习报告学院：自动化专业：自动化姓名：试验地点：学号： 试验日期：班级：08 自动化组别： 成 绩：组员：指导教师签名：试验一工程名称：金属箔式应变片单臂电桥性能实验四、试验目的了解

13、金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。五、根本原理金属丝在外力作用下发生气械形变时，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：R?l1s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转变?， 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?2Rls?式中的?l 为电阻丝的轴向应变，用?表示，常用单位?1?=110?6。假设径向应变为?r，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比?表示为，由于?s=2?，则2式可以写成：?R?ll?l3?1?2?1?2k0Rl?lll式3

14、为“应变效应”的表达式。k0 称金属电阻的灵敏系数，从式3可见，k0 受两个因素影响，一个是1+2?，它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是?，是?材料的电阻率?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k0?1?2?，对半导体，k0 值主要是由电阻率相对变化所打算。试验也说明，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 k0=2 左右。用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象外表上。 在外力作用下，被测对象外表产生微小机械变形时，应变片敏感栅也伴同变形，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，依据3式，可以得到

15、被测对象的应变值?，而依据应力应变关系：?e?4式中测试的应力； e材料弹性模量。可以测得应力值。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。六、需用器件与单元传感器试验箱一中应变式传感器试验单元、砝码、智能直流电压表或虚拟仪表中直流电压表、15V 电源、5V 电源，传感器调理电路挂件。四、试验内容与步骤1应变片的安装位置如图 1-1 所示，应变式传感器已装在传感器试验箱一上，传感器中各应变片已接入模板 的左上方的R1、R2、R3、R4，可用万用表测

16、量 R1=R2=R3=R4=350 。R4 R3 R1 R2图 1-1 应变式传感器安装示意图2把?15V 直流稳压电源接入“传感器调理电路”试验挂箱，检查无误后，开启试验台面板上的直流稳压电源开关， 调整Rw3 使之大致位于中间位置Rw3 为 10 圈电位器，再进展差动放大器调零，方法为：将差动放大器的正、负输入端与地短接，输出端uo2 接直流电压表，调整试验模板上调零电位器 Rw4，使直流电压表显示为零，关闭直流稳压电源 开关。留意：当 Rw3 的位置一旦确定，就不能转变。图 1-2 应变式传感器单臂电桥试验接线图篇三：试验一金属箔式应变片单臂电桥性能试验 试验一金属箔式应变片单臂电桥性能

17、试验一、试验目的：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、试验仪器：应变传感器试验模块、托盘、砝码、数显电压表、15V、4V 电源、万用表自备。三、试验原理：电阻丝在外力作用下发生气械变形时，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： R/R=K，式中R/R 为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，=l/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

18、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=e?R/R1-1?1?R41?2Re 为电桥电源电压，R 为固定电阻值，式 1-1 说明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为 L=?1?R?100%。2R四、试验内容与步骤略 五、试验报告依据表 11 计算系统灵敏度 su/wu 输出电压变化量，w 重量变化量和非线性误差f1=m/yF.s100，式中m 为输出值屡次测量时为平均值与拟合直线的最大偏差；yFs 为满量程200g输出平均值。六数据处理 试验数据如下表所示：表 11 最小二乘法计算如下所示： 数据计算结果（1） 由上图可得系统灵敏度： s=V/w=1.243mV/g（2） 由上图可得非线性误差： m=0.527mV(最大的点)yFs=249mV f=m/yFs100%=0.21%