傳感器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書11

1、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)系列nextsense是針對(duì)傳感器教學(xué)，虛擬儀器教學(xué)等基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。nextsense系列配合泛華通用工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)nextboard使用，可以完成熱電偶、熱敏電阻、RTD熱電阻、光敏電阻、霍爾元件等傳感器的課程教學(xué)。課程提供傳感器以及調(diào)理電路，內(nèi)容涵蓋傳感器特性描繪、電路模擬以及實(shí)際測量等。圖1 nextboard實(shí)驗(yàn)平臺(tái)nextboard具有6個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K插槽；提供兩塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸的面包板，用戶可自搭實(shí)驗(yàn)電路；為NI 數(shù)據(jù)采集卡提供信號(hào)路由，可完全替代NI數(shù)據(jù)采集卡接線盒功能，輕松使用數(shù)據(jù)采集卡資源；還為實(shí)驗(yàn)?zāi)K和自搭電路提供電源，既可用于有源電路供電，

2、也可作為外接設(shè)備供電。實(shí)驗(yàn)?zāi)K區(qū)共有6個(gè)插槽，分別為4個(gè)模擬插槽Analog Slot 1-4，2個(gè)數(shù)字插槽Digital Slot 1-2。數(shù)據(jù)采集卡的模擬通道和數(shù)字通道分配到實(shí)驗(yàn)?zāi)K區(qū)的Analog Slot 和Digital Slot 上。Analog Slot 模擬插槽用于那些需要使用模擬信號(hào)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K。Digital Slot 數(shù)字插槽用于那些需要同時(shí)使用多個(gè)數(shù)字信號(hào)或脈沖信號(hào)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K。圖2 模擬插槽和數(shù)字插槽特別需要注意的是：（1）在使用所有模塊之前，都要先區(qū)分模塊的類型：帶有正弦波標(biāo)記的為模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K，需要插在Analog Slot 上使用；帶有方波標(biāo)記的為數(shù)字模塊，需要查在D

3、igital Slot 上使用。如果插錯(cuò)插槽，會(huì)導(dǎo)致模塊工作不正常，甚至損壞模塊。（2）插拔實(shí)驗(yàn)?zāi)K前關(guān)閉nextboard電源。（3）開始實(shí)驗(yàn)前，認(rèn)真檢查模塊跳線連接，避免連接錯(cuò)誤而導(dǎo)致的輸出電壓超量程，否則會(huì)損壞數(shù)據(jù)采集卡。Nextboard的連線：（1）電源線，把220V的電源通過一個(gè)15V的直流變壓器，送到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。（2）數(shù)據(jù)采集卡，將數(shù)據(jù)采集卡的插頭與實(shí)驗(yàn)臺(tái)可靠連接。光敏電阻實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解光敏電阻的特性2、熟悉光敏電阻的常見測量電路及使用方法實(shí)驗(yàn)設(shè)備Nextboard熱敏電阻模塊電腦實(shí)驗(yàn)原理光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，

4、電阻減小，入射光弱，電阻增大，其結(jié)構(gòu)一般如下圖所示。圖1 光敏電阻結(jié)構(gòu)光照射半導(dǎo)體材料時(shí)，材料吸收光子而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，使導(dǎo)電性能增加，電導(dǎo)率增加。這種光照后電導(dǎo)率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。不同的半導(dǎo)體材料產(chǎn)生光電導(dǎo)的光譜范圍不同，常用的光敏電阻材料有硫化鎘（CdS），硒化鎘（CdSe），硒化鉛（PbSe），碲化鉛（PbTe）等。本實(shí)驗(yàn)采用硫化鎘材料光敏電阻，型號(hào)VT3N3。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變換轉(zhuǎn)換為電的變化）。在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)110M，在強(qiáng)光條件（100lux）下，它的阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和數(shù)據(jù)處理1、安

5、裝Nextboard 實(shí)驗(yàn)臺(tái)（連接電源線和數(shù)據(jù)采集卡的連線），將光敏電阻模塊插在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的模擬插槽上。打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，實(shí)驗(yàn)臺(tái)右上角綠色發(fā)光二極管燈亮。2、光敏電阻的靈敏度測試（1）根據(jù)特性曲線，估算光敏電阻的靈敏度，記錄下來。（2）靈敏度測試區(qū)，在光照充足的情況下，測量光敏電阻的亮阻阻值，記錄下來。（3）靈敏度測試區(qū)，用手指完全遮蓋住光敏電阻的感光面，測量光敏電阻的暗阻阻值，記錄下來。亮電阻（K）暗電阻（K）靈敏度（暗電阻/亮電阻）估算值0910001111實(shí)測值0744050053、固定光照條件下，測量光敏電阻的伏安特性，記錄下來。（測量電路的電流由恒流源提供，AO從-0.1-1.9之間取若干

6、值，該電流大小的計(jì)算公式為AO/10K。）光源數(shù)AO（V）I （mA）Vout（V）RG（K）1（僅有1個(gè)發(fā)光二極管亮，然后用遮光罩蓋住光敏電阻。）-0.1 70mv-1.91.3v-10.7v-0.50.35v-1.51.05v-1.20.84v4、固定電流，AO= 1.5 V通過撥碼開關(guān)調(diào)整光照條件，手動(dòng)測量當(dāng)前光敏電阻的輸出電壓，計(jì)算其阻值，通過使用特性曲線中的游標(biāo)，估算光照強(qiáng)度。（用遮光罩蓋住光敏電阻）光源數(shù)Vout（V）RG（K）照度（lux）全暗2.214.73.51個(gè)燈亮1.0578.512個(gè)燈亮0.322.136.23個(gè)燈亮0.251.649.74個(gè)燈亮0.21.362.75、

7、使用實(shí)驗(yàn)面板中的自動(dòng)測量功能，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，查看數(shù)據(jù)和波形，核對(duì)手動(dòng)測量的數(shù)據(jù)，記錄自動(dòng)測量數(shù)據(jù)和波形。光源數(shù)RG（K）照度（lux）全暗16.762.921個(gè)燈亮6.658.912個(gè)燈亮2.3929.843個(gè)燈亮1.7245.354個(gè)燈亮1.3857.22思考題為什么測量光敏電阻的靈敏度時(shí)，其阻值采用直接測量法；而測量不同光照條件下光敏電阻阻值時(shí)，卻采用間接測量法？后一種情況下，能采用直接測量法嗎？熱敏電阻實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解B值對(duì)熱敏電阻的特性曲線的影響2、熟悉熱敏電阻的常見測量電路及使用方法實(shí)驗(yàn)設(shè)備Nextboard熱敏電阻模塊電腦實(shí)驗(yàn)原理熱敏電阻是一種半導(dǎo)體感溫元件，它是利用半導(dǎo)體的電

8、阻值隨溫度變化而顯著變化的特性實(shí)現(xiàn)測溫。按照溫度特性熱敏電阻可分為三大類：隨溫度上升電阻值減小的負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻；隨溫度上升電阻值增加的正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻以及臨界溫度系數(shù)（CTR）熱敏電阻。其中NTC和PTC較為常用。在一定溫度范圍內(nèi)，PTC和NTC熱敏電阻的電阻-溫度特性可分別用一下實(shí)驗(yàn)公式表示：RT=RT0eB(T-T0)（1）RT=RT0eB1/T-1/T0（2）其中，RT為絕對(duì)溫度為T（K）時(shí)的電阻值、RT0為絕對(duì)溫度為T0（K）時(shí)的電阻值。B為材料常數(shù)，它不僅與材料性質(zhì)有關(guān)，而且與溫度有關(guān)，在一個(gè)不太大的范圍內(nèi)，B是常數(shù)。以上公式中的溫度值均為絕對(duì)溫度。本實(shí)驗(yàn)采

9、用NTC熱敏電阻，R0=10K，B=3750。根據(jù)公式（2）可以獲得相對(duì)溫度T（）的表達(dá)式：T=11T0+1B*lnRR0-273.15（3）半導(dǎo)體熱敏電阻有很高的溫度系數(shù)，靈敏度高，適用于在0-150之間測量。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和數(shù)據(jù)處理1、安裝Nextboard 實(shí)驗(yàn)臺(tái)（連接電源線和數(shù)據(jù)采集卡的連線），將熱敏電阻模塊插在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的模擬插槽上。將兩個(gè)熱敏電阻分別接入恒流源電路和分壓法電路的Rt處。（用一字螺絲刀將綠色接線柱上的螺絲擰松，在左邊松開的插口中插入熱敏電阻的兩個(gè)金屬端，再擰緊螺絲。用手拉一下熱敏電阻的連接線，確保牢固可靠的接觸。）打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，實(shí)驗(yàn)臺(tái)右上角綠色發(fā)光二極管燈亮。2、相關(guān)參

10、數(shù)的核實(shí)（1）測量所有備選電阻，記錄下來，并將軟件默認(rèn)值改為實(shí)測值。電阻默認(rèn)值（K）102030電阻實(shí)測值（K）（2）實(shí)測恒流源和分壓法的Vcc，記錄下來。恒流源Vcc（V）分壓法Vcc（V）3、利用恒流源電路對(duì)熱敏電阻進(jìn)行測量（1）固定溫度下，修改恒流源電路中跨接電阻值（Ri），手動(dòng)測量熱敏電阻的伏安特性，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)，分析當(dāng)前環(huán)境下的室溫。注意：電壓Vt可以直接在接熱敏電阻的綠色接線柱上測量，Rt可以利用I=Vcc/Ri=Vt/Rt計(jì)算得到，T則利用R-T特性曲線換算得到。Vt（V）I （mA）Rt（K）T（）Ri=10 KRi=20 KRi=30 K（2）利用自動(dòng)測量功能，進(jìn)行

11、數(shù)據(jù)核實(shí)。在自動(dòng)測量選項(xiàng)卡中，注意備選電阻Ri的值與實(shí)際連線保持一致。點(diǎn)擊“Refresh”，確認(rèn)采集配置，然后開始自動(dòng)測量。Rt（K）T（）Ri=10 KRi=20 KRi=30 K（3）固定恒流源電路中跨接電阻值Ri=10 K，改變溫度（將熱敏電阻握在手里），手動(dòng)測量熱敏電阻的兩端的輸出電壓Vt，根據(jù)R-T特性曲線換算出當(dāng)前的溫度值，記錄開始和結(jié)束情況下的數(shù)據(jù)。（開始約三秒，記錄第一個(gè)數(shù)據(jù)；等待約3-5分鐘，記錄第二個(gè)數(shù)據(jù)。）Vt（V）I （mA）Rt（K）T（）（4）固定恒流源電路中跨接電阻值Ri=10 K，改變溫度（將握在手里的熱敏電阻松開）使用實(shí)驗(yàn)面板中的自動(dòng)測量功能，查看數(shù)據(jù)和波形

12、，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)和R-T波形。Rt（K）T（）4、利用分壓電路對(duì)熱敏電阻進(jìn)行測量（1）固定溫度下，修改分壓法電路中跨接電阻值（Ri），手動(dòng)測量熱敏電阻的伏安特性，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。注意：電壓Vt可以直接在接熱敏電阻的綠色接線柱上測量得到，Rt利用Vcc/(Ri+Rt)=Vt/Rt計(jì)算得到，T則利用R-T特性曲線換算得到。Vt（V）Rt（K）T（）Ri=10 KRi=20 KRi=30 K（2）固定分壓法電路中跨接電阻值Ri=20 K，改變溫度（將熱敏電阻握在手里），手動(dòng)測量熱敏電阻的兩端的輸出電壓Vt，根據(jù)R-T特性曲線換算出當(dāng)前的溫度值，記錄開始和結(jié)束情況下的數(shù)據(jù)。Vt（V）Rt（K）T（）（3）

13、固定分壓法電路中跨接電阻值Ri=20 K，改變溫度（將握在手里的熱敏電阻松開）使用實(shí)驗(yàn)面板中的自動(dòng)測量功能，查看數(shù)據(jù)和波形，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)和R-T波形。Rt（K）T（）思考題1、熱敏電阻NTC、PTC是如何定義的，各有什么用途？2、B值對(duì)熱敏電阻特性曲線有何影響？霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解霍爾式傳感器的原理與特性2、掌握霍爾式傳感器的基本用法實(shí)驗(yàn)設(shè)備Nextboard霍爾傳感器模塊電腦實(shí)驗(yàn)原理基于霍爾效應(yīng)原理工作的半導(dǎo)體器件稱為霍爾元件。假設(shè)霍爾元件通電電流為IS，當(dāng)磁場作用于霍爾元件時(shí)，電子將受到洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖1虛線所示。半導(dǎo)體的上下方向積聚的電荷形成了電場（EH）。當(dāng)EH對(duì)

14、電子的作用力fE足夠抵消洛倫茲力fB時(shí)，電子積累達(dá)到平衡。此時(shí)的電勢稱為霍爾電勢?；魻栯妱蓦S外磁場強(qiáng)度增加而增加。圖1 霍爾效應(yīng)原理圖霍爾元件的種類有線性霍爾元件和開關(guān)型霍爾元件。其中，開關(guān)型霍爾元件由半導(dǎo)體霍爾元件材料的輸出電壓經(jīng)過放大器放大后，送至施密特整形電路將線性變化量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量。線性霍爾元件常用于磁場測量、電壓測量。開關(guān)型霍爾元件常用于速度、位置測量。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和數(shù)據(jù)處理1、安裝Nextboard 實(shí)驗(yàn)臺(tái)（連接電源線和數(shù)據(jù)采集卡的連線），將霍爾傳感器模塊插在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的數(shù)字和模擬兩個(gè)插槽上（實(shí)驗(yàn)臺(tái)的左上角或左下角）。2、手動(dòng)測量線型霍爾元件的輸出電壓（1）附件中的下圓盤片用固定PV

15、C螺絲固定在實(shí)驗(yàn)?zāi)K右側(cè)，如下圖2左所示，使紅色箭頭處于垂直。固定完成后將上圓盤片疊放在下盤片上。使紅色箭頭指向上盤片的角度刻度。當(dāng)箭頭指向角度刻度的0位置時(shí)，上盤片的深、淺槽與霍爾傳感器的測試面垂直，不同導(dǎo)槽對(duì)應(yīng)不同大小的磁片，深導(dǎo)槽對(duì)應(yīng)附件中的4mm大磁片。進(jìn)行霍爾實(shí)驗(yàn)時(shí)將磁片放置在霍爾測試面所面對(duì)的導(dǎo)槽，如下圖2右所示。（2）將磁片從圓盤上取走，手動(dòng)測量零磁場情況下的傳感器輸出值，記錄零磁場電壓。（3）使紅色箭頭指向上盤片的0，固定圓盤角度，推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至1cm位置，如下圖，手動(dòng)測量霍爾傳感器輸出電壓，借助特性曲線計(jì)算當(dāng)前磁感應(yīng)強(qiáng)度；推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至0.5cm位置，重復(fù)測量并填寫表

16、格。0.5cm以內(nèi)可以每0.1cm測試一次。結(jié)束后，將紅色箭頭指向30，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，最終完成下表。觀察電壓輸出和永磁片相對(duì)位置間的關(guān)系。淺槽霍爾測試面深槽圖2 圓盤及磁片放置方法零磁場電壓（V）位移（cm）0.20.30.40.50.70.91.10電壓（V）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）30電壓（V）-30電壓（V）（4）需要更換3mm小磁片時(shí)，先將淺槽旋轉(zhuǎn)至霍爾測試面（刻度盤整體轉(zhuǎn)動(dòng)180），再將3mm磁片放置在淺槽中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此時(shí)導(dǎo)槽的斜角可以用上方的紅色箭頭所指向角度值獲取，如下圖3。圖3 圓盤放置方法（5）使紅色箭頭指向上盤片的0，固定圓盤角度，推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至0.2cm位置，手動(dòng)測量霍爾傳感

17、器輸出電壓，借助特性曲線計(jì)算當(dāng)前磁感應(yīng)強(qiáng)度；推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至0.5cm位置，重復(fù)測量并填寫表格。0.5cm以內(nèi)可以每0.1cm測試一次。結(jié)束后，將紅色箭頭指向30，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，完成下表。位移（cm）0.20.30.40.50.70.91.10電壓（V）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）30電壓（V）-30電壓（V）3、使用實(shí)驗(yàn)面板中的自動(dòng)測量功能。（1）圓盤上不要放磁鐵片，開始自動(dòng)測量。此時(shí)，“線型霍爾歷史數(shù)據(jù)”處獲得的是零磁場電壓，點(diǎn)擊“Save”保存零磁場電壓。記錄下這個(gè)電壓值。（2）調(diào)整刻度圓盤，將深導(dǎo)槽轉(zhuǎn)至霍爾傳感器右側(cè)，放置4mm大磁片，使紅色箭頭指向上盤片的0，固定圓盤角度，推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至0

18、.2cm位置，自動(dòng)測量霍爾傳感器輸出電壓，記錄當(dāng)前電壓和磁感應(yīng)強(qiáng)度；推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至表格中對(duì)應(yīng)位置，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形，分析并描繪出線型霍爾元件的特性曲線。位移（cm）0.20.30.40.50.70.91.10電壓（V）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）（3）深導(dǎo)槽中放置的4mm大磁片轉(zhuǎn)180，即改變磁場方向，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟（2）。位移（cm）0.20.30.40.50.70.91.10電壓（V）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）（4）將淺槽旋轉(zhuǎn)至霍爾測試面（刻度盤整體轉(zhuǎn)動(dòng)180），再將3mm小磁片放置在淺槽中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使紅色箭頭指向上盤片的0，固定圓盤角度，推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至0.2cm位置，自動(dòng)測量霍爾傳感器輸出電

19、壓，記錄當(dāng)前電壓和磁感應(yīng)強(qiáng)度；推動(dòng)導(dǎo)槽中磁片，至表格中對(duì)應(yīng)位置，記錄數(shù)據(jù)。位移（cm）0.20.30.40.50.70.91.10電壓（V）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）4、開關(guān)型霍爾傳感器特性測試（1）將電機(jī)裝好，右側(cè)放置裝了小磁片的白色圓盤。（2）將開關(guān)型霍爾元件的Vout、GND分別根據(jù)自動(dòng)測量界面的提示接到接線端子的AI差分對(duì)，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，查看波形以及轉(zhuǎn)速。（3）記錄實(shí)驗(yàn)波形，分析并描繪出開關(guān)型霍爾元件的特性曲線。思考題線型霍爾元件在使用時(shí)，傳感器與磁場之間取什么角度最好？30的輸出電壓與-30的有明顯差異嗎？應(yīng)變橋?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)應(yīng)變片的應(yīng)變?cè)砗褪褂梅椒ā?、驗(yàn)證惠斯通電橋單臂、半橋、全橋

20、的性能及相互之間關(guān)系，了解應(yīng)變電橋的原理和工作情況。實(shí)驗(yàn)設(shè)備Nextboard應(yīng)變橋模塊電腦實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)變片（strain gauge, strain gage）是一種用來測量物體應(yīng)變的測試工具。1938年，它先后Edward E. Simmons和Arthur C. Ruge各自獨(dú)立地發(fā)明出來。一般地，應(yīng)變片由絕緣基片與金屬敏感柵組成。應(yīng)變片需要使用正確的粘合劑與物體相連接，比如502膠水。當(dāng)北側(cè)部件受外力變形時(shí)，敏感柵也隨之變形，因此敏感柵的電阻值會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。原理：應(yīng)變片很好地利用了導(dǎo)體的物理特性和幾何特性。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體在其彈性極限內(nèi)受外力拉伸時(shí)，其不會(huì)被拉斷或產(chǎn)生永久形變而會(huì)變窄變長，

21、這種形變導(dǎo)致了其端電阻變大。相反，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體被壓縮后會(huì)變寬變短，這種形變導(dǎo)致了其端電阻變小。通過測量應(yīng)變片的電阻，其覆蓋區(qū)域的應(yīng)變就可以演算出來。應(yīng)變片的敏感柵是一條窄導(dǎo)體條曲折排列成的一組平行導(dǎo)線，如圖1所示，這樣的布置方式可將基線方向微小形變累積起來以形成一個(gè)較大的電阻變化量累計(jì)值。應(yīng)變片的測量對(duì)象只有其所覆蓋區(qū)域的變形量，足夠小的應(yīng)變片可在諸如有限元式的應(yīng)力分析當(dāng)中使用。它被廣泛應(yīng)用于材料的疲勞測試研究當(dāng)中。應(yīng)變系數(shù)（gauge factor）：GF=R/RG，R表示應(yīng)變引起的應(yīng)變片電阻改變量；RG表示未應(yīng)變時(shí)應(yīng)變片電阻；表示應(yīng)變。圖1 應(yīng)變片惠斯登橋（Wheatstone bridge

22、,又稱惠斯通電橋、惠斯同電橋）是在1833年由Samuel Hunter Christie發(fā)明，1843年由查理斯惠斯登改進(jìn)及推廣的一種測量工具。它用來精確測量未知電阻器的電阻值，其原理和原始電位計(jì)相近。有一個(gè)不知電阻值的電阻Rx,和已知電阻的可變電阻器R2、電阻R1和電阻R3。在一個(gè)電路內(nèi)，將R1和R2串聯(lián)，R3和Rx串聯(lián)，再將這兩個(gè)串聯(lián)的電路并聯(lián)，在R1和R2之間的電線中點(diǎn)跟在R3和Rx之間的電線中點(diǎn)接駁上一條電線，在這條電線上放置檢流計(jì)，如圖2所示。當(dāng)R2/R1=Rx/R3時(shí)，將沒有電流通過中間的電線。由于是否有電流經(jīng)過是十分敏感的，惠斯登橋可以獲取頗精確的測量。 圖2惠斯登電橋雙孔懸臂

23、應(yīng)變梁式稱重傳感器是電子計(jì)價(jià)秤中廣泛使用的傳感器。這種傳感器的彈性體具有上下兩個(gè)平衡梁。它的最大特點(diǎn)就是具有抗偏載的力學(xué)特性。也就是說，彈性體的應(yīng)變量只取決于作用在彈性體平面內(nèi)且與周線相垂直的力分量，而與其他分量無關(guān)。如圖3所示，對(duì)于雙孔梁在力的作用下，R1、R2、R3、R4各電阻應(yīng)變情況分別為+、-、+、-；為力P產(chǎn)生的應(yīng)變，在各貼片處數(shù)值相同。其中“+”表示拉應(yīng)力，“-”表示壓應(yīng)力。本實(shí)驗(yàn)所用的應(yīng)變梁中，R1、R2串聯(lián)、對(duì)應(yīng)上表面三根引出線，R3、R4串聯(lián)、對(duì)應(yīng)下表面三根引出線。圖3雙孔懸臂應(yīng)變梁實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和數(shù)據(jù)處理1、安裝Nextboard 實(shí)驗(yàn)臺(tái)（連接電源線和數(shù)據(jù)采集卡的連線），將應(yīng)變橋模塊插在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的模擬插槽上。2、全橋的測試（1）按照實(shí)驗(yàn)面板提示搭接電路。完成二次調(diào)零（先對(duì)橋臂輸出調(diào)零：將電橋的輸出Usc直接接到數(shù)據(jù)采集卡上(AI+，AI-)，通過調(diào)整電橋中間的電位器，使輸出為零；再作包含運(yùn)放在內(nèi)的整體電路調(diào)零：將電橋輸出Usc送到運(yùn)算放大器Vin，將運(yùn)放的輸出Vout接到數(shù)據(jù)采集卡，通過調(diào)節(jié)運(yùn)放旁邊的電位器，使輸出為