单臂半桥全桥传感器实验报告.docxVIP

PAGE PAGE # 实验 金属箔式应变片一一单臂电桥性能实验 、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： △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= EK ￡ /4 图1-1 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、±5V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 = 35OQ，加热丝阻值为50Q左右。 接入模板电源±5V （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）。 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±IV （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。 22 qlsa^R424 Svoz+4v RsT R m；RawR13? ?丄 +I5vBJ6tsc Vo: 22 qlsa^ R4 2 4 Sv o z +4v Rs T R m； Ra w R13 ? ? 丄 +I5v BJ6 ts c Vo: |RJ7 R13 ■E Y Rl9 C±I=ZH ? kw4 +e W穴应变传感器实验模板 V_z Rw 图1-2应变式传感器单臂电桥实验接线图 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 值）与拟合直线的最大偏差：yFs满量程输出平均值，此处为200g （或500g）。 t=[20 40 60 80 100 120 140 160 180 200]; r=[4 8 13 18 22 27 32 37 41 46]; aa=polyfit(t,r,1); a=aa(1),b=aa(2), 0.2352 -1.0667 syms T,R=a*T+b R = 194/825*T-300239975158037/281474976710656 y=polyval(aa,t); plot(t,r,r*), hold on,plot(t,y,b-),hold off legend(数据点(ri,Ri),拟合直线 R=a*T+b), xlabel(x),ylabel(y), titleC数据点(ri,Ri)和拟合直线 R=T*a+b的图形) S3 r □ 回 灵敏度计算 s』 Ax △y表示输出变化量，Ax表示输入变化量 △u 在本题中s=—— AU表示输出电压变化量， AW表示重量变化量。 △W △W都为20g， △U 1 =4mv,比U 2 =5mv, 3 3 =5mv,也U 4 =4mv, Au 5 =5mv,也U 6 =5mv,也U 7 =5mv,也U 8 =4mv,也U 9 =5mv =0.2mv/g,As2 =0.25mv/g,As3 =0.25mv/g,As4 =0.2mv/g,心 S5=0.25mv/g, 比Sq =0.25mv/g,As7 =0.25mv/g,￡s8 =0.2mv/g,也Sg =0.25mv/g s =0.2333mv/g 非线性度的计算 x=[20 40 60 80 100 120 140 160 180 200]; y=[4 8 13 18 22 27 32 37 41 46 ]; a=(20+40+60+80+100+120+140