實驗一金屬箔式應(yīng)變片性能實驗

1、實驗一 金屬箔式應(yīng)變片性能實驗單臂、半橋、全橋電路性能比較 測控091 200900304037 黃健華一、實驗?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、實驗原理:應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件,當用應(yīng)變片測試時,應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面,當測件受力發(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。通過測量電路,轉(zhuǎn)換成電信號輸出顯示。電橋電路是最常見的非電量電測電路中的一種,當電橋平衡時,橋路對臂電阻乘積相等,電橋輸出為零,在橋臂四個電阻R 1、R 2、R 3、R 4中,電阻的相對變化率分別為44

2、332211R R R R R R R R 、,當使用一個應(yīng)變片時,=RR ;當二個應(yīng)變片組成差動狀態(tài)工作,則有=R RR 2;用四個應(yīng)變片組成二個差動對工作,且=RRR R R R R R 4,4321。根據(jù)戴維南定理可以得出測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E 和電阻相對變化一定時,電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān),單臂、半橋、全橋電路的靈敏度依次增大。 三、實驗所需部件:直流穩(wěn)壓電源(V 4±檔、電橋、差動放大器、金屬箔式應(yīng)變片、測微頭、電壓

3、表。 四、實驗接線圖: 五、實驗步驟:+4V-4V1、調(diào)零。開啟儀器電源,差動放大器增益置100倍(順時針方向旋到底,“+,-”輸入端用實驗線對地短路。輸出端接數(shù)字電壓表,用“調(diào)零”電位器調(diào)整差動放大器輸出電壓為零,然后拔掉實驗線。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的正常情況。調(diào)零后關(guān)閉儀器電源。2、按圖(1將實驗部件用實驗線連接成測試橋路,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、全橋橋路時應(yīng)特別注意其應(yīng)變片的受力方向,一定要接成差動形式。3、調(diào)節(jié)測微頭,使懸臂梁處于基本水平狀態(tài)。4、確認接線無誤后開啟儀器電源,并預(yù)熱數(shù)分鐘。5、調(diào)整電橋電位器W D,使測試系統(tǒng)輸出為零。6、旋動測微頭,帶動懸臂梁分別作向上和向下的運動,以水平狀態(tài)下輸出電壓為零,向上和向下移動各5mm,測微頭每移動0.5mm記錄一個差動放大器輸出電壓值,并列表。根據(jù)表中所測數(shù)據(jù)計算靈敏度S,S = V/X ,并在一個坐標圖上做出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:1.穩(wěn)壓電源不要對地短路。2.直流激勵電壓不能過大,以免造成應(yīng)變片自熱損壞。3.由于進行位移測量