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传感器实验报告

实验一金属箔式应变片单臂电桥

实验数据处理

X(mm)00.51.01.52.02.53.03.54.0

V(mv)03581014172023

线性拟合

V=5.767*x-0.422

灵敏度为5.767

思考题：

（1）本实验电路对直流稳压电源有何要求，对放大器有何要求。

直流稳压源输出应稳定，且不超过负载的额定值。

放大器应对差模信号有较好放大作用，无零漂或零漂小可忽略。

（2）将应变片换成横向补偿片后，又会产生怎样的数据，并根据其结构说明原因。

灵敏度将大幅度降低，线性性也将变差，电压随位移的变化将变得十分小。因为横向补

偿片原本是横向粘贴在悬梁臂上的，用于补偿应变片测量的横向效应。在悬梁臂形变的

时候，横向补偿片仅仅横向部分发生形变，而应变片敏感栅往往很粗而且有效长度短，

因此阻值变化小。

实验二金属箔式应变片双臂电桥（半桥）

实验数据处理

X(mm)01.02.03.04.05.06.07.08.0

V(mv)01425384962758798

V=11.95*x+0.778

灵敏度为11.95

思考题：

（1）根据应变片受力情况变化，对实验结果作出解释。

在梁上下表面受力方向相反的应变片相当于将形变放大两倍，，因此，ΔV/ΔX大

约是实验一中的两倍。

（2）将受力方向相反的两片应变片换成同方向应变片后，情况又会怎样。

同方向的两片应变片相互抵消，输出为零。

（3）比较单臂，半桥两种接法的灵敏度。

在相同形变量下，半桥的灵敏度约是单臂的两倍。

实验三金属箔式应变片四臂电桥(全桥)的静态位移性能

实验数据处理

X(mm)012345678

V(mv)0255175103126151173196

V=24.15*x+1.4

灵敏度问24.15

思考题：

（1）如果不考虑应变片的受力方向，结果又会怎样。

对臂应变片的受力方向应接成相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则相互抵消没有输

出

（2）比较单臂，半桥，全桥各种接法的灵敏度。

在相同形变量下，半桥灵敏度约是单臂的两倍，全桥灵敏度越是半桥的两倍，即约为全桥的

四倍。

实验四金属箔式应变片四臂电桥

（全桥）振动时的幅频性能

实验数据处理

F(Hz)5610111213141725

Vpp(mV)192158124151108692914

思考题：

（1）在实验过程中，观察示波器读出频率与频率表示值是否一致，据此，根据应变片的幅

频特性可作何应用。

不一致。可以根据这个原理反向测出梁的震动频率，利用应变片读出峰值，在找到对应

的频率值即可。

（2）根据实验结果，可以知道梁的共振频率大致为多少。

12Hz

（3）在某一频率固定时，调节低频振荡器的幅度旋钮，改变梁的振动幅度，通过示波器读

出的数据与实验三对照，是否可以推算出梁振动时的位移距离。

不可以。实验三是一个静态过程，而本实验是一个动态过程，得到的电压并不对应于静态时

的位移。且由示波器上读出的数据误差较大。

（4）试想一下，用其他方法来测梁振动时的位移距离，并与本实验结果进行比较验证。

其他方法，如加速度计，霍尔元件等

比较：

如利用霍尔元件只能测量小范围的位移，测量的位移不能过大；测量振动时振动频率不

能太低，如果振动频率过低，磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的