應(yīng)變片電橋性能實(shí)驗(yàn).doc

應(yīng)變片電橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂、半橋、全橋電橋工作原理和性能。二、基本原理：電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：式中為電阻絲電阻的相對(duì)變化，為應(yīng)變靈敏系數(shù)，為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化，金屬箔式應(yīng)變片就是通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過(guò)它轉(zhuǎn)換被測(cè)部位的受力狀態(tài)變化，電橋的作用是完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相應(yīng)的受力狀態(tài)。單臂電橋輸出電壓O1。三、需用器件與單元：應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、應(yīng)變式傳感器、砝碼、數(shù)顯表、15V電源、4V電源、萬(wàn)用表（自備）。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1、根據(jù)圖1-1應(yīng)變式傳感器已裝于應(yīng)變傳感器模塊上。傳感器中各應(yīng)變片已接入模塊的左上方的R1、R2、R3、R4。加熱絲也接于模塊上，可用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量判別，R1= R2= R3= R4=350，加熱絲阻值為50左右。應(yīng)變片 引出線 固定墊圈 固定螺絲 限程螺絲 模塊 彈性體 托盤(pán) 加熱絲 應(yīng)變片 圖1-1 應(yīng)變式傳感器安裝示意圖 2、 實(shí)驗(yàn)?zāi)K差動(dòng)放大器調(diào)零。 接入模塊電源15V（從主控箱引入），檢查無(wú)誤后，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，將實(shí)驗(yàn)?zāi)K調(diào)節(jié)增益電位器Rw3順時(shí)針調(diào)節(jié)大致到中間位置，再進(jìn)行差動(dòng)放大器調(diào)零，方法為將差放的正、負(fù)輸入端與地短接，輸出端與主控箱面板上的數(shù)顯表電壓輸入端Vi相連，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)K上調(diào)零電位器Rw4，使數(shù)顯表顯示為零（數(shù)顯表的切換開(kāi)關(guān)打到2V檔）。關(guān)閉主控箱電源。實(shí)驗(yàn)一 單臂電橋?qū)嶒?yàn)將應(yīng)變式傳感器的其中一個(gè)應(yīng)變片R1（即模塊左上方的R1）接入電橋作為一個(gè)橋臂與R5、R6、R7接成直流電橋（R5、R6、R7模塊內(nèi)已連接好），接好電橋調(diào)零電位器Rw1，接上橋路電源4V（從主控箱引入）如圖1-2所示。檢查接線無(wú)誤后，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)Rw1，使數(shù)顯表顯示為零。實(shí)驗(yàn)二 半橋?qū)嶒?yàn)R1、R2為實(shí)驗(yàn)?zāi)K左上方的應(yīng)變片，注意R2應(yīng)和R1受力狀態(tài)相反，即將傳感器中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應(yīng)變片作為電橋的相鄰邊。接入橋路電源4V，調(diào)節(jié)電橋調(diào)零電位器Rw1進(jìn)行橋路調(diào)零實(shí)驗(yàn)三 全橋?qū)嶒?yàn)接線如上圖所示，R4、R3、R2 R1為實(shí)驗(yàn)?zāi)K左上方的應(yīng)變片，注意應(yīng)變片的受力狀態(tài)，即將傳感中兩片受力狀態(tài)相反的電阻應(yīng)變片作為電橋的相鄰邊，接入橋路電源4V，調(diào)節(jié)電橋調(diào)零電位器RW1進(jìn)行橋路調(diào)零。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理：（3選1）在電子秤上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加砝碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到500g（或200g）砝碼加完。記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1-1，關(guān)閉電源。表1-1 全橋電橋輸出電壓與加負(fù)載重量值重量（g）20406080100120140電壓（mv）21.942.964.085.0106.1127.5148.6根據(jù)表1-1計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S，S=（輸出電壓變化量；重量變化量）計(jì)算線性誤差：f1=F S100%，式中為輸出值（多次測(cè)量時(shí)為平均值）與擬合直線的最大偏差：F S滿量程輸出平均值，此處因?yàn)榱砍坛?，僅用140g。計(jì)算得：S=1.06 mv/gf1=0.33%。五、思考題：1、單臂電橋時(shí)，作為橋臂電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：（1）正（受拉）應(yīng)變片（2）負(fù)（受壓）應(yīng)變片（3）正、負(fù)應(yīng)變片均可。答：正負(fù)皆可，因?yàn)閼?yīng)變片的受力都會(huì)直接導(dǎo)致電阻的變化，從而檢測(cè)到相應(yīng)的電壓變化。2、 半橋測(cè)量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時(shí)，應(yīng)放在：（1）對(duì)邊（2）鄰邊。答：鄰邊。3、橋路（差動(dòng)電橋）測(cè)量時(shí)存在非線性誤差