應(yīng)變片電橋性能實驗.doc

應(yīng)變片電橋性能實驗一、實驗?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)生機械變形時，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變化，為應(yīng)變靈敏系數(shù)，為電阻絲長度相對變化，金屬箔式應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過它轉(zhuǎn)換被測部位的受力狀態(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)變式傳感器實驗?zāi)K、應(yīng)變式傳感器、砝碼、數(shù)顯表、15V電源、4V電源、萬用表（自備）。四、實驗內(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，可用萬用表進行測量判別，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 加熱絲 應(yīng)變片 圖1-1 應(yīng)變式傳感器安裝示意圖 2、 實驗?zāi)K差動放大器調(diào)零。 接入模塊電源15V（從主控箱引入），檢查無誤后，合上主控箱電源開關(guān)，將實驗?zāi)K調(diào)節(jié)增益電位器Rw3順時針調(diào)節(jié)大致到中間位置，再進行差動放大器調(diào)零，方法為將差放的正、負輸入端與地短接，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)實驗?zāi)K上調(diào)零電位器Rw4，使數(shù)顯表顯示為零（數(shù)顯表的切換開關(guān)打到2V檔）。關(guān)閉主控箱電源。實驗一 單臂電橋?qū)嶒瀸?yīng)變式傳感器的其中一個應(yīng)變片R1（即模塊左上方的R1）接入電橋作為一個橋臂與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。檢查接線無誤后，合上主控箱電源開關(guān)。調(diào)節(jié)Rw1，使數(shù)顯表顯示為零。實驗二 半橋?qū)嶒濺1、R2為實驗?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進行橋路調(diào)零實驗三 全橋?qū)嶒灲泳€如上圖所示，R4、R3、R2 R1為實驗?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進行橋路調(diào)零。五、實驗數(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。記下實驗結(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計算系統(tǒng)靈敏度S，S=（輸出電壓變化量；重量變化量）計算線性誤差：f1=F S100%，式中為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差：F S滿量程輸出平均值，此處因為量程超出，僅用140g。計算得：S=1.06 mv/gf1=0.33%。五、思考題：1、單臂電橋時，作為橋臂電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：（1）正（受拉）應(yīng)變片（2）負（受壓）應(yīng)變片（3）正、負應(yīng)變片均可。答：正負皆可，因為應(yīng)變片的受力都會直接導(dǎo)致電阻的變化，從而檢測到相應(yīng)的電壓變化。2、 半橋測量時兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時，應(yīng)放在：（1）對邊（2）鄰邊。答：鄰邊。3、橋路（差動電橋）測量時存在非線性誤差