金屬箔式應(yīng)變片單臂半橋全橋比較自檢實(shí)驗(yàn)一

1、 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 金屬箔式應(yīng)變片：?jiǎn)伪?、半橋、全橋比較 同組人 試驗(yàn)時(shí)間 年 月 日，星期 ， 節(jié) 實(shí)驗(yàn)室 K2，508傳感器實(shí)驗(yàn)室 指導(dǎo)教師 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解金屬箔式應(yīng)變片，單臂、半橋、全橋的工作原理和工作情況。 2、驗(yàn)證單臂、半橋、全橋的性能及相互之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理 電阻絲在外來作用下發(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：式中為電阻絲電阻相對(duì)變化，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化。同時(shí)，由于應(yīng)變片敏感柵絲的溫度系數(shù)的影響，以及應(yīng)變柵線膨脹系數(shù)與被測(cè)試件的線膨脹系數(shù)不一致，產(chǎn)生附加應(yīng)變時(shí)，在被測(cè)體受力狀態(tài)不變時(shí)，由于

2、溫度影響，輸出會(huì)有變化。金屬箔式應(yīng)變片是用光刻、腐蝕等工藝制成的一種很薄的金屬箔柵，箔柵厚一般在0.003-0.01mm之間，箔材表面積大，散熱條件好。金屬箔式應(yīng)變的電阻變化范圍很小，用歐姆表測(cè)量其阻值的變化十分困難，所以我們一般會(huì)用電橋來測(cè)試金屬箔式應(yīng)變的變化，將電阻的變化量轉(zhuǎn)換成電壓的變化量。圖6.1 應(yīng)變電橋電路由于電壓源電橋的測(cè)試精度受電源電壓波動(dòng)影響，測(cè)量靈敏度也隨之變化，所以本實(shí)驗(yàn)是有恒流源供電:, （2-1）圖6.1（a）為單臂電橋電路，R1為應(yīng)變片電阻，R2、R3、R4為固定電阻,代入式（2-1）。圖6.1（b）為半橋電橋電路，R1、R2為應(yīng)變片電阻，R3、R4為固定電阻,代入

3、式（2-1）。圖6.1（c）為全橋電橋電路，R1、R2、R3、R4為應(yīng)變片電阻， ,代入式（2-1）。三、所需單元及部件 STIM-01模塊、STIM-05模塊;±15V電源、萬(wàn)用表;電子連線若干四、實(shí)驗(yàn)步驟 一、單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)1、按圖6.2連接好各模塊，接上模塊電源。2、稱重盤上不放任何東西，使STIM-01模塊差動(dòng)放大器上的增益調(diào)節(jié)到最大，調(diào)節(jié)STIM-05模塊上的電位調(diào)節(jié)旋鈕，使STIM-01模塊差分放大輸出OUT1接近于0V（用萬(wàn)用表測(cè)得）。3、調(diào)節(jié)STIM-01模塊電壓放大器上零位調(diào)節(jié)旋鈕，使得VOUT輸出0mV。4、逐個(gè)放上砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二、半橋性能實(shí)驗(yàn)1

4、、按圖7.1連接好各模塊，接上模塊電源2、稱重盤上不放任何東西，使STIM-01模塊差動(dòng)放大器上的增益調(diào)節(jié)到最大，調(diào)節(jié)STIM-05模塊上的電位調(diào)節(jié)旋鈕，使STIM-01模塊差分放大輸出OUT1接近于0V（用萬(wàn)用表測(cè)得）。3、調(diào)節(jié)STIM-01模塊電壓放大器上零位調(diào)節(jié)旋鈕，使得VOUT輸出0mV。4、逐個(gè)放上砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。三、全橋性能實(shí)驗(yàn)1、按圖8.1連接好各模塊，接上模塊電源。2、稱重盤上不放任何東西，使STIM-01模塊差動(dòng)放大器上的增益調(diào)節(jié)到最大。 3、調(diào)節(jié)STIM-01模塊電壓放大器上零位調(diào)節(jié)旋鈕，使得VOUT輸出0mV。（如果不能調(diào)到0mV，請(qǐng)適當(dāng)調(diào)小模塊差動(dòng)放大器上的增益，再重復(fù)步驟3）4、逐個(gè)放上砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（1）、按照上述實(shí)驗(yàn)步驟分別做單臂、半橋、全橋?qū)嶒?yàn)。（2）、將測(cè)到的數(shù)據(jù)記錄在下面表格中，并根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。砝碼（g）20406080100120140160180200單臂（mv）半橋（mv）全橋（mv）（3）、在同一坐標(biāo)字上描出X-V曲線，比較三種接法的靈敏度。圖6.2 單臂電橋性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)接線圖圖7.1 半橋性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)接線圖圖8.1 全橋性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)接線圖五、注意事項(xiàng)（1）在接換線時(shí)應(yīng)將電源關(guān)閉。（2）在實(shí)驗(yàn)過程中如有發(fā)現(xiàn)電壓表發(fā)生過載，應(yīng)將電壓量