仪器仪表实论文.doc

实 训 报 告 课程名称： 仪器仪表实训 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 成绩： 完成日期： 2013年1月9日 1 应变片直流电桥电子秤的静态特性调整与测试 1.1 实训目的 （1）掌握仪器仪表基本构成及基本特性分析方法； （2）学习构建仪器仪表基本检测电路； （3）学习仪器仪表基本调试方法； （4）学习分析评估仪器仪表静态特性指标与参数； （5）学习设计仪器仪表基本测量电路。 1.2 实训内容 按应变片直流电桥电子秤原理图连接测量电路，调试应变片传感器与各级电路。 1.3 放大电路部分原理分析 电路中的三个运放都接成比例运算电路的形式电路包含两个放大级，A1、A2组成第一级，二者均为同相输入方式，因而输入电阻很高。由于电路结构对称，因此漂移可以互相抵消。第二级的A3为差分输入方式，将差分输入转换为单端输出。在电路中，要求元件参数对称，即R2=R3，R4=R5，R6=R7当加上差模输入电压U1时，A1和A2的输入电压U11和U12大小相等，极性相反，且R2=R3，此时可认为电阻R1的中点电位为保持不变，即在R1/2处相当于交流接地，则 Uo1=(1+R2/(R1/2))U11=(1+2R2/R1)U11 Uo2=(1+R3/(R1/2))U12=(1+2R2/R1)U12 则：Uo1- Uo2=(1+2R2/R1)(U11-U12)=(1+2R2/R1)U1 A3为差分输入比例运算电路，已知R4=R5，R6=R7,则 Uo=-R6/R4(Uo1- Uo2) 因此，该数据放大器总的输出输入关系 U0=-R6/R4(1+2R2/R1)U1 由上式可知，只要改变电阻R1，即可灵活地调节输出电压与输入电压之间的比例关系。如果将R1开路，则第一级的输出电压成为Uo1- Uo2=U1，第二级的输出电压为U0=-(R6/R4)U1. 必须指出，由差分比例运算电路的特点出发，电路中R4、R5、R6和R7四个电阻必须采用高精密度电阻，并要精确匹配，否则不仅给上述输出输入关系式带来误差，而且将降低电路的共模抑制比。 1.4 电路设计 1.4.1 分析应变片的受力情况 （1）将托盘安装到传感器上，如图1所示。 图1.2 传感器托盘安装示意图 （2）测量应变片的阻值：当传感器的托盘上无重物时，分别测量应变片R1、R2、R3、R4的阻值。在传感器的托盘上放置10只砝码后再分别测量R1、R2、R3、R4的阻值变化，分析应变片的受力情况（受拉的应变片：阻值变大，受压的应变片：阻值变小）。 图1测量应变片的阻值示意图 经测量后得到：当托盘上方上砝码时，受拉力作用，阻值减小受压力作用。 1.4.2 单臂电桥连接法 （1）实验模板中的差动放大器调零：按图1接线，将主机箱上的电压表量程切换开关切换到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关；调节放大器的增益电位器合适位置(先顺时针轻轻转到底，再逆时针回转1圈)后，再调节实验模板放大器的调零电位器，使电压表显示为零。 图1差动放在器调零接线示意图 （2）应变片单臂电桥实验：关闭主机箱电源，按图1接线，将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器，使主机箱电压表显示为零。 传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表1。 表1 应变片单臂电桥性能实验数据 重量(g) 电压(mV) 1.4.3 双臂（相邻臂）电桥连接法 实验模板中的差动放大器调零，方法如同上述单臂电桥实验。应变片双臂电桥实验：关闭主机箱电源，按图1接线，将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器，使主机箱电压表显示为零。 图 应变片半桥实验接线示意图（3）在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表表2 应变片半桥实验数据 重量(g) 电压(mV) 1.4.4 全桥连接法 实验模板中的差动放大器调零，方法如同上述单臂电桥实验。 应变片全桥实验：关闭主机箱电源，按图1接线，将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器，使主机箱电压表显示为零。 在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值