电阻应变片实验报告doc.pdf

电阻应变片实验报告篇一：应变片实验报告范本实验课程名称：_感测技术-1--2--3--4-篇二：自动化传感器实验报告一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验广东技术师范学院实验报告学院：自动化专业：自动化姓名：实验地址：学号：实验日期：班级：08自动化组别：成绩：组员：指导教师签名：实验一项目名称：金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、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。二、大体原理金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生转变，这就是金属的电阻应变效应。金属的电阻表达式为：R??l（1）S当金属电阻丝受到轴向拉力F作历时，将伸长?l，横截面积相应减小?S，电阻率因晶格转变等因素的影响而改变??，故引发电阻值转变?R。对式（1）全微分，并用相对转变量来表示，则有：?R?l?S??（2）???RlS?式中的?l为电阻丝的轴向应变，用?表示，常常利用单位??（1??=1×10?6）。若径向应变成?r，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比?表示为????，因为?S=2（?），则（2）式可以写成：（?）?R?l??????l?l（3）?1?2?）??（1?2???k0Rl??lll式（3）为“应变效应”的表达式。k0称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，k0受两个因素影响，一个是（1+2?），它是材料的几何尺寸转变引发的，另一个是??，是??）材料的电阻率?随应变引发的（称“压阻效应”）。对于金属材料而言，以前者为主，则k0?1?2?，对半导体，k0值主如果由电阻率相对转变所决定。实验也表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对转变与轴向应变成比例。通常金属丝的灵敏系数k0=2左右。用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应转变。通过转换电路转换为相应的电压或电流的转变，按照（3）式，可以取得被测对象的应变值?，而按照应力应变关系：??E?（4）式中σ——测试的应力；E——材料弹性模量。可以测得应力值σ。通过弹性敏感元件，将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而做成各类应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片，金属箔式应变片，金属薄膜应变片。三、需用器件与单元传感器实验箱（一）中应变式传感器实验单元、砝码、智能直流电压表（或虚拟仪表中直流电压表）、±15V电源、±5V电源，传感器调理电路挂件。四、实验内容与步骤1．应变片的安装位置如图1-1所示，应变式传感器已装在传感器实验箱（一）上，传感器中各应变片已接入模板的左上方的R一、R二、R3、R4，可用万用表测量R1=R2=R3=R4=350Ω。R4R3R1R2图1-1应变式传感器安装示用意2．把?15V直流稳压电源接入“传感器调理电路”实验挂箱，检查无误后，开启实验台面板上的直流稳压电源开关，调节Rw3使之大致位于中间位置（Rw3为10圈电位器），再进行差动放大器调零，方式为：将差动放大器的正、负输入端与地短接，输出端Uo2接直流电压表，调节实验模板上调零电位器Rw4，使直流电压表显示为零，关闭直流稳压电源开关。（注意：当Rw3的位置一旦肯定，就不能改变。）图1-2应变式传感器单臂电桥实验接线图3．按图1-2将应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R五、R六、R7接成直流电桥，（R五、R六、R7模块内已接好），接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±5V，如图1-2所示。检查接线无误后，合上直流稳压电源开关，调节Rw1，使直流电压表显示为零。4．在砝码盘上放置一只砝码，待直流电压表数值显示稳定后，读取数显值，以后每次增加一个砝码并读取相应的测量值，直到200g砝码加完，记下实验结果填入表1-1，关闭电源。5.按照表1-1计算系统灵敏度S??U/?W（?U输出电压的转变量，?W重量转变量）和非线性误差δf1=Δm/yFS×100％式中?m（多次测量时为平均值）为输出值与拟合直线的最大误差：yFS满量程输出平均值,此处为200g。解：S=200/47=4.225δf1=Δm/yFS×100％=2/200×100％=1％五、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、负应变片都可以。答：应选用正应变片。六、实验报告要求1．记录实验数据，并绘制出单臂电桥时传感器的特性曲线。2．从理论上分析产生非线性误差的原因。答：产生非线性误差的原因：电阻转变率△R/R不可能完全成线性增加。广东技术师范学院预习报告学院：自动化专业：自动化姓名：实验地址：学号：实验日期：班级：08自动化组别：成绩：组员：指导教师签名：实验一项目名称：金属箔式应变片——