實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片性能實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片性能實(shí)驗(yàn)單臂、半橋、全橋電路性能比較 測(cè)控091 200900304037 黃健華一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。2. 測(cè)試應(yīng)變梁形變的應(yīng)變輸出。3. 比較各種橋路的性能(靈敏度。 二、實(shí)驗(yàn)原理:應(yīng)變片是最常用的測(cè)力傳感元件,當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)試時(shí),應(yīng)變片要牢固地粘貼在測(cè)試體表面,當(dāng)測(cè)件受力發(fā)生形變, 應(yīng)變片的敏感柵隨同變形,其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)測(cè)量電路,轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出顯示。電橋電路是最常見的非電量電測(cè)電路中的一種,當(dāng)電橋平衡時(shí),橋路對(duì)臂電阻乘積相等,電橋輸出為零,在橋臂四個(gè)電阻R 1、R 2、R 3、R 4中,電阻的相對(duì)變化率分別為44

2、332211R R R R R R R R 、,當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí),=RR ;當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作,則有=R RR 2;用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作,且=RRR R R R R R 4,4321。根據(jù)戴維南定理可以得出測(cè)試電橋的輸出電壓近似等于1/4 E R ,電橋靈敏度R R V K u /=,于是對(duì)應(yīng)于單臂、半橋、全橋的電壓靈敏度分別為1/4E 、1/2E 和E 。由此可知,當(dāng)E 和電阻相對(duì)變化一定時(shí),電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無(wú)關(guān),單臂、半橋、全橋電路的靈敏度依次增大。 三、實(shí)驗(yàn)所需部件:直流穩(wěn)壓電源(V 4±檔、電橋、差動(dòng)放大器、金屬箔式應(yīng)變片、測(cè)微頭、電壓

3、表。 四、實(shí)驗(yàn)接線圖: 五、實(shí)驗(yàn)步驟:+4V-4V1、調(diào)零。開啟儀器電源,差動(dòng)放大器增益置100倍(順時(shí)針?lè)较蛐降?“+,-”輸入端用實(shí)驗(yàn)線對(duì)地短路。輸出端接數(shù)字電壓表,用“調(diào)零”電位器調(diào)整差動(dòng)放大器輸出電壓為零,然后拔掉實(shí)驗(yàn)線。調(diào)零后電位器位置不要變化。如需使用毫伏表,則將毫伏表輸入端對(duì)地短路,調(diào)整“調(diào)零”電位器,使指針居“零”位。拔掉短路線,指針有偏轉(zhuǎn)是有源指針式電壓表輸入端懸空時(shí)的正常情況。調(diào)零后關(guān)閉儀器電源。2、按圖(1將實(shí)驗(yàn)部件用實(shí)驗(yàn)線連接成測(cè)試橋路,單臂橋路中R2、R3、R4和W D為電橋中的固定電阻和直流調(diào)平衡電位器,R1為應(yīng)變片(可任選上、下梁中的一片工作片。直流激勵(lì)電源為&

4、#177;4V;半橋橋路中R1和R2為箔式應(yīng)變片,R3、R4仍為固定電阻;全橋橋路中R1、R2、R3、R4全部使用箔式應(yīng)變片。在接半橋、全橋橋路時(shí)應(yīng)特別注意其應(yīng)變片的受力方向,一定要接成差動(dòng)形式。3、調(diào)節(jié)測(cè)微頭,使懸臂梁處于基本水平狀態(tài)。4、確認(rèn)接線無(wú)誤后開啟儀器電源,并預(yù)熱數(shù)分鐘。5、調(diào)整電橋電位器W D,使測(cè)試系統(tǒng)輸出為零。6、旋動(dòng)測(cè)微頭,帶動(dòng)懸臂梁分別作向上和向下的運(yùn)動(dòng),以水平狀態(tài)下輸出電壓為零,向上和向下移動(dòng)各5mm,測(cè)微頭每移動(dòng)0.5mm記錄一個(gè)差動(dòng)放大器輸出電壓值,并列表。根據(jù)表中所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度S,S = V/X ,并在一個(gè)坐標(biāo)圖上做出V-X關(guān)系曲線。比較三種橋路的靈敏度,并作出定性的結(jié)論。 六、注意事項(xiàng):1.穩(wěn)壓電源不要對(duì)地短路。2.直流激勵(lì)電壓不能過(guò)大,以免造成應(yīng)變片自熱損壞。3.由于進(jìn)行位移測(cè)量