(整理)电阻应变式传感器 .pdfVIP

(整理)电阻应变式传感器--第1页

精品文档

实验名称电阻应变式传感器实验地点健翔桥实验室实验时间2012-3-25

1.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）了解全桥测量电路优点。

2.实验设备：

应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)

3.实验原理及内容：

1）金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

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：

ΔR/R=Kε

式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，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，电桥的输出电压反应的受力状态。对单臂电桥输出电压U01=EKε

/4。

2）金属箔式应变片——全桥性能实验

基本原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，当应

变片初始阻值：R1=R2=R3=R4，其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时，其桥路输出电压U03=KEε。其输

出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。

4.实验步骤：

1）金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

（1）预习并写出预习报告；

（2）根据图2-1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=350Ω，加

热丝阻值为50Ω左右。

精品文档

(整理)电阻应变式传感器--第1页

(整理)电阻应变式传感器--第2页

精品文档

图2-1应变式传感安装示意图

（3）接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，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，输出端与主控箱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。

（4）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2-2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为

零。

图2-2应变式传感器单臂电桥实验接线图

（5）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

500g(或200g)砝码加完。记下实验结果填入表2-1，关闭电源。

（6）根据表2-1计算系统灵敏度S，S=Δu/ΔW(Δu输出电压变化量；ΔW重量变化量)计算线性

误差：δf1=Δm/yF·S×100%式中Δm为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差：

yF·S满量程输出平均值，此外为500g或200g。

精品文档

(整理)电阻应变式传感器--第2页

(整理)电阻应变式传感器--第3页

精品文档

2）金属箔式应变片——全桥性能实验

（1）传感器安装同实验（一）。

（2）根据图2-4接线，实验方法与实验（二）相同。将实验结果填入