傳感器試驗報告

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重慶郵電大學

傳感器試驗報告

姓名：李振洲學號：2023216478

班級：5121201

試驗一金屬箔式應變片——單臂電橋性能試驗

一、試驗目的

了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和性能。二、試驗儀器

雙桿式懸臂梁應變傳感器、電壓溫度頻率表、直流穩(wěn)壓電源（±4V）、差動放大器、電壓放大器、萬用表（自備）三、試驗原理

電阻絲在外力作用下發(fā)活力械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關系式為

?R?k??（1-1）R式中

?R為電阻絲電阻相對變化；Rk為應變系數(shù)；

???l為電阻絲長度相對變化。l金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應變敏感元件。如圖1-1所示，將四個金屬箔應變片(R1、R2、R3、R4)分別貼在雙桿式懸臂梁彈性體的上下兩側，彈性體受到壓力發(fā)生形變，應變片隨懸臂梁形變被拉伸或被壓縮。

圖1-1雙桿式懸臂梁稱重傳感器結構圖

通過這些應變片轉(zhuǎn)換懸臂梁被測部位受力狀態(tài)變化，可將應變片串聯(lián)或并聯(lián)組成電橋。如圖1-2信號調(diào)理電路所示，R5=R6=R7=R為固定電阻，與應變片一起構成一個單臂電橋，其輸出電壓

U0?E?R/R?（1-2）

1?R41??2RE為電橋電源電壓；

1?R式1-2說明單臂電橋輸出為非線性，非線性誤差為L=???100%。

2R

圖1-2單臂電橋面板接線圖

四、試驗內(nèi)容與步驟

1．懸臂梁上的各應變片已分別接到面板左上方的R1、R2、R3、R4上，可用萬用表測量判別，R1=R2=R3=R4=350Ω。

2．按圖1-2接好“差動放大器〞和“電壓放大器〞部分，將“差動放大器〞的輸入端短接并與地相連，“電壓放大器〞輸出端接電壓溫度頻率表（選擇U），開啟直流電源開關。將“差動放大器〞的增益調(diào)理電位器與“電壓放大器〞的增益調(diào)理電位器調(diào)至中間位置（順時針旋轉(zhuǎn)終究后逆時針旋轉(zhuǎn)5圈），調(diào)理調(diào)零電位器使電壓溫度頻率表顯示為零。關閉“直流電源〞開關。（兩個增益調(diào)理電位器的位置確定后不能改動）

3．按圖1-2接好所有連線，將應變式傳感器R1接入“電橋〞與R5、R6、R7構成一個單臂直流電橋?！半姌颞曒敵鼋拥健安顒臃糯笃鳕暤妮斎攵耍半妷悍糯笃鳕暤妮敵鼋与妷簻囟阮l率表。預熱兩分鐘。(直流穩(wěn)壓電源的GND1要與放大器共地)

4．將千分尺向下移動，使懸臂梁處于平直狀態(tài)，調(diào)理Rw1使電壓溫度頻率表顯示為零（選擇U）。

5．移動千分尺向下移0.5mm，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次移動千分尺向下移0.5mm讀取相應的數(shù)顯表值，直到向下移動5mm，記錄試驗數(shù)據(jù)填入表1-1。

表1-1位移(mm)0.5電壓(mV)0111.52222.53343.54444.55556．試驗終止后，將千分尺向上旋轉(zhuǎn)，使懸臂梁恢復平直狀態(tài)，關閉試驗臺電源，整理好試驗設備。五、試驗報告

1.根據(jù)試驗所得數(shù)據(jù)繪制出電壓—位移曲線，并計算其線性度。

六、本卷須知

試驗所采用的彈性體為雙桿式懸臂梁稱重傳感器，量程較小。因此，加在傳感器上的壓力不應過大，以免造成應變傳感器的損壞！

試驗二金屬箔式應變片——半橋性能試驗

一、試驗目的

比較半橋與單臂電橋的不同性能，了解其特點。二、試驗儀器

同試驗一三、試驗原理

不同受力方向的兩只應變片（R1、R2）接入電橋作為鄰邊，如圖2-1。電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善，當兩只應變片的阻值一致、應變系數(shù)也一致時，半橋的輸出電壓為U0?式中

E?k??E?R（2-1）??22R?R為電阻絲電阻相對變化；Rk為應變系數(shù)；

???l為電阻絲長度相對變化；lE為電橋電源電壓。

式2-1說明，半橋