2014-2015(2)电子测量与传感器实验指导书

实验一 金属箔式应变片性能一单臂电桥

一、实验目的：

了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。 二、实验原理：

本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工作情况。

应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。

电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时， 当二个应变片组成差动状态工作，则有作，且R1=R2=R3=R4=R， 度依次增大。

三、所需单元及部件：

直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、一片应变片、F/V表、主电源。 四、旋钮初始位置：

直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。 五、实验步骤：

1、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表各贴二片受力应变片。 2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启主电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，关闭主电源。

；

；用四个应变片组成二个差对工

。由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏

3、根据图1接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；R4=Rx为应变片。将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置20V档。开启主电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，等待数分分钟后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。

4、在传感器上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度S= V/ W，并作出V-W关系曲线，V为电压变化率，W为相应的重量变化率。

重量（g）电压（mV）

六、实验结果分析，分析误差存在的原因？

实验二 金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥比较

（998A、N型）

一、实验目的：

验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。 二、所需单元和部件：

直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、双孔悬臂梁称重传感器、应变片、砝码、主、副电源。 三：有关旋钮的初始位置：

直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大器增益打到最大。 四、实验步骤：

（1）按实验一方法将差动放大器调零后，关闭主、副电源。

（2）根据图1接线，R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；R4=Rx为应变片。将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置20V档。开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，等待数分钟后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。

（3）在传感器托盘上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度S=△V/△W，并作出V-W关系曲线,△V为电压变化率,△W为相应的重量变化率。

重量（g） （4）保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节电桥W1使F/V表显示为零，重复（3）过程同样测得读数，填入下表：

重量（g）电压（mV）电压（mV）

（5）保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F/V表显示零。重复（3）过程将读出数据填入下表：

重量（g）电压（mV）

（6）在同一座标上描出X-Y曲线，比较三种接法的灵敏度。

五、实验结果分析，分析误差存在的原因？