汽车测试技术实验——11车辆.pdfVIP

实验一 电阻应变片特性实验 一、实验 目的：  1、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；  2、比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点；  3、了解全桥测量电路的优点；  4、比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性误差，得出相应的结论。 二、实验需用器件与单元：  1、应变式传感器实验模块单元(应变式传感器已安装在上面)，  2、砝码（每只约20g） ，3、数显表，4、±15V，±4V 电源。 三、实验基本原理：  1、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， 应变效应的关系式为:ΔR/R Kε,式中ΔR/R 为电阻丝的电阻相对变化值、K 为应变灵敏系数,  ε ΔL/L 为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏 感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变 化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，V =EK ε/4。（E 为供桥电压）。  o1 2、不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边时，电桥输出灵敏度提高，非线性得 到改善。如两片应变片阻值和应变量相同，其桥路输出电压 V =EK ε/ 2，比单臂电桥灵敏 02 度提高一倍。  3、全桥测量电路中，将受力状态相同的两片应变片接入电桥对边，不同的接入邻边， 应变片初始阻值是 R1= R2= R3=R4，当其变化值ΔR1 ΔR2 ΔR3 ΔR4 时，桥路输出电压  V =KE ε，比半桥灵敏度又提高了一倍，非线性误差进一步得到改善。 03 四、实验内容：  A、单臂电桥性能实验 1、根据要求应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的 R1、 R2、R3、R4 标志端， “ ” 、 “ ”分别表示应变片的受力方向，应变片阻值 R1=R2=R3=R4=350 Ω；加热丝也接于模块上，加热丝阻值约为 50Ω左右，可用万用表进行测量判别。 图 1-1 0  2、实验模块仪表放大器调零：方法为:①接入模块电源±15V 和“⊥”(从主控箱引入)，检查无误 后，合上主控箱电源开关，将实验模块仪表放大器增益调节电位器 Rw3 顺时针调节最大位置，②将仪表 放大器的正、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 RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到 2V 档)，完毕关闭主控箱电源。 图 1-2  3、参考图 1­2 接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片 R1(即模板左上方的 R1)接入电桥作 为一个桥臂，它与 R5、R6、R7 接成直流电桥(R5、R6、R7 在模块内已连接好)，接好电桥调零电位器  Rw1，仪表放大器增益电位器 Rw3 适中，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)，数字电压表置 20V 档，检 查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调 Rw1，再细调 RW4 使数显表显示为零，并将数字电压表转 换到 2V 档再调零,如数字显示不稳,可适当减小放大器增益。  4、在传感器托盘上放置 10 只砝码(20g/只)，调整放大器增益 Rw3，使数字表显示 0.050V(50mV)， 取下 10 只砝码，调整 RW4 使数显表显示为零，再次放上 10 只砝码调整放大器增益 Rw3,使数字表显示 0.050V(50mV),如此反复，直到数字表显示 0.000（无砝码）、0.050V（10 只砝码,此时输出电压(V)与重 量(W)的关系理论上满足 V=KW 线性方程(K=V/W=50mV/200g=0.25)。 5、取下所有砝码，逐一将砝码放入托盘，并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表 1-1。 表 1-1：单臂测量时，输出电压与负载重量的关系： 重量(g) 2O 40 60 80 100 120 140 160 180