2024年传感器实验报告.docx

试验一箔式应变片性能

一、试验目地：

1、观测理解箔式应变片的构造及粘贴方式。

2、测试应变梁变形的应变输出。

3、理解实际使用的应变电桥的性能和原理。

二、试验原理：

本试验阐明箔式应变片在单臂直流电桥、半桥、全桥里的性能和工作状况。

应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试時，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当被测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生对应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。

电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡時，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出為零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别為△R1／R1、△R2／R2、△R3／R3、△R4／R4，当使用一种应变片時，；当二个应变片构成差动状态工作，则有；用四个应变片构成二个差动对工作，且R1＝R2＝R3＝R4＝R，。

由此可知，单臂，半桥，全桥电路的敏捷度依次增大。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4·E·∑R，电桥敏捷度Ku＝V／△R／R，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压敏捷度度分别為1/4E、1/2E和E.。由此可知，当E和电阻相对变化一定期，电桥及电压敏捷度与各桥臂阻值的大小无关。

三、试验所需部件：

直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、砝码（20g）、电压表（±4v）。

四、试验环节：

1、调零启动仪器电源，差动放大器增益至100倍（顺時针方向旋究竟），“＋、－”输入端用试验线对地短路。输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压為零，然后拔掉试验线。调零后电位器位置不要变化。

2、按图（1）将试验部件用试验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3、和WD為电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R為应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。直流鼓励电源為±4V。

＋

＋4VR

R2

－4VR3R1

R3R1

WD

＋

－

V

图（1）

3、确认接线无误后启动仪器电源，并预热数分钟。

调整电桥WD电位器，使测试系统输出為零。

4、往托盘上放砝码，使其带动悬臂梁向下运动，以悬臂梁水平状态下电路输出电压為零為起点，取八个砝码依次放在托盘上，每放一种砝码记录一种差动放大器输出电压值，并列表。

砝码数

1

2

3

4

5

6

7

8

电压值1

电压值2

电压值3

根据表中所测数据计算敏捷度S，S＝△V／△W。W:砝码的重量（mg）。

5、在上述试验的基础上，不变动差动放大器增益和调零电位器，依次将图（1）中电桥固定电阻R1、R2、R3换成箔式应变片，分别接成半桥和全桥测试系统。

6、反复试验一中3－4环节，测出半桥和全桥输出电压并列表，计算敏捷度。

7、在同一坐标上描出V－X曲线，比较三种桥路的敏捷度，并做出定性的結论。

五、注意事项：

1、试验前应检查试验接插线与否完好，连接电路時应尽量使用较短的接插线，以防止引入干扰。

2、插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉扯接插线尾部，以免导致线内导线断裂。

3、稳压电源不要对地短路。

试验二箔式应变片三种桥路性能比较

试验目的：

理解实际使用的应变电桥的性能和原理。

试验原理：

电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡時，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出為零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别為△R1／R1、△R2／R2、△R3／R3、△R4／R4，当使用一种应变片時，；当二个应变片构成差动状态工作，则有；用四个应变片构成二个差动对工作，且R1＝R2＝R3＝R4＝R，。

由此可知，单臂，半桥，全桥电路的敏捷度依次增大。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4·E·∑R，电桥敏捷度Ku＝V／△R／R，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压敏捷度度分别為1/4E、1/2E和E.。由此可知，当E和电阻相对变化一定期，电桥及电压敏捷度与各桥臂阻值的大小无关。

三、试验所需部件

直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、砝码、电压表。

四、试验环节：

1、在完毕试验一的基础上，不变动差动放大器增益和调零电位器，依次将图（1）中电桥固定电阻R1、R2、R3换成箔式应变片，分别接成半桥和全桥测试系统。

2、反复试验一中3－4环节，测出半桥和全桥输出电压并列表，计算敏捷度。

3、在同一坐标上描出V－