实验01(金属箔式应变片)实验报告.pdf

实验一金属箔式应变片测重及三种直流电桥性能比较实验实验1：金属箔式应变片单臂电桥测重实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。比较单臂/半桥/全桥的不同性能，了解其特点。二、实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化。电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压Uo1=EKε/4。三、实验器械主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、421位数显万用表（自备）。四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：实验数据拟合图像如下由图像可见系统灵敏度S＝ΔU/ΔW=0.2162δ=Δm/yFS×100％=1.904/45.3×100％=4.203％六、思考题1、单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可以。答：正负皆可，因为应变片的受力都会直接导致电阻的变化，从而检测到相应的电压变化。实验2：金属箔式应变片三种桥路性能比较实验一、实验目的比较单臂/半桥/全桥的不同性能，了解其特点二、实验原理半桥测量电路中，将两只应变片接入组成电桥，电桥输出灵敏度比单臂桥路有所提高，非线性也得到了改善，其桥路输出电压UO2＝EKε／2。全桥测量电路中，将R1、R2、R3、R4四个箔式应变片按它们的受力方向以一定的规律接入组成电桥，当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压UO3＝KEε，其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。三、实验器械主机箱、应变式传感器实验模板、托盘、砝码。四、实验接线图略五、实验数据记录和数据处理半桥电路实验数据全桥电路实验数据半桥实验灵敏度为：0.4891，非线性误差为δ=Δm/yFS×100％=0.6567/97.9×100％=0.6707％全桥实验：灵敏度为：1.0015，非线性误差为δ=Δm/yFS×100％=0.41/199.4×100％=0.205％六、思考题1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。答：邻边2、全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以。答：可以实验3：直流全桥的应用—电子秤实验一、实验目的了解应变直流全桥的应用及电路的标定.二、实验原理利用金属箔式应变片组成的全桥测量电路构成的数字电子秤测量原理如图1-4所示。本实验只做放大器输出UO到数显表的实验（单片机部分不涉及），通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成为一台原始电子秤.三、实验器械主机箱、应变式传感器实验模板、砝码四、实验原理图五、实验数据记录和数据处理实验测得手机质量为195.4g，查数据得手机实际数据应为186g，质量误差主要来源于手机所贴钢化膜和手机卡及内存卡