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)康模河^察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。測(cè)試應(yīng)變梁形變的應(yīng)變輸出。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R1、R2、R3、R4中，電阻的相對(duì)變化率分別為，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)二個(gè)應(yīng)

2、變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作，且。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，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（檔）、電橋、差動(dòng)放大器、金屬箔式應(yīng)變片、測(cè)微頭、電壓表。四、實(shí)驗(yàn)接線圖： 五、實(shí)驗(yàn)步驟：1、調(diào)零。開啟儀器電源，差動(dòng)放大器增益置100倍（順時(shí)針方向旋到底），“+，-”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

3、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WD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

4、臂梁處于基本水平狀態(tài)。4、確認(rèn)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WD，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 = VX ，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。位移mm0.50.10.150.20.250.30.350.40.450.5電壓V（單臂）0.040.080.120.150.20.230.270.320.380.4電壓（全橋）0.180.320.470.620.80.941.101.271.441.62位移mm-0.5-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4-0.45-0.5電壓 （單臂）-0.03-0.09-0.12-0.14-0.21-0.22-0.26-0.33-0.37-0.41電壓（全橋）-0.14-0.32-0.47-0.65-0.82-0.99-1.10-1.27-1.44-1.62六、注意事項(xiàng)：穩(wěn)壓電源不要對(duì)地短路。直流激勵(lì)電壓不能過大，以免造成應(yīng)變片自熱損壞