1、傳感器實驗傳感器實驗電阻應變式傳感器電阻應變式傳感器實驗一實驗一 金屬箔式應變片金屬箔式應變片單臂電橋性能實驗單臂電橋性能實驗v一、實驗目的：一、實驗目的： 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。v二、實驗儀器：二、實驗儀器： 應變傳感器實驗模塊、托盤、砝碼（每只約20g）、數顯電壓表、15V、4V電源、萬用表（自備）。二、實驗儀器：二、實驗儀器：三、實驗原理：三、實驗原理：v電阻絲在外力作用下發生機械變形時，其電阻值發生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關系式為：R/R=K，式中R/R為電阻絲電阻相對變化，K為應變靈敏系數，=l/l為電阻絲長度相對變化。金屬箔式應變

2、片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應變敏感組件，如圖1-1所示，四個金屬箔應變片分別貼在彈性體的上下兩側，彈性體受到壓力發生形變，應變片隨彈性體形變被拉伸，或被壓縮。三、實驗原理：三、實驗原理： 通過這些應變片轉換被測部位受力狀態變化、電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，如圖1-2所示R5、R6、R7為固定電阻，與應變片一起構成一個單臂電橋，其輸出電壓 E為電橋電源電壓，R為固定電阻值，式1-1表明單臂電橋輸出為非線性，非線性誤差為 kERRRRREU4R4E21140%10021LRR四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（1）v1圖1-1應變傳感器上的各應變片已分別接到應變傳感器模塊左上方的

3、R1、R2、R3、R4上，可用萬用表測量判別，R1=R2=R3=R4=350。 把RW1、RW2、RW3、RW4都調到中間位置：先向一個方向旋到底，再向反方向旋5圈。四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（2）v2從主控臺接入15V電源，檢查無誤后，合上主控臺電源開關，將差動放大器的輸入端Ui短接，輸出端Uo2接數顯電壓表（選擇2V檔），調節電位器Rw3，使電壓表顯示為0V，Rw3的位置確定后不能改動，關閉主控臺電源。四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（2）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（2）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（3）v3將應變式傳感器的其中一個應變電阻（如R1）

4、接入電橋與R5、R6、R7構成一個單臂直流電橋，見圖1-2，接好電橋調零電位器Rw1，直流電源4V（從主控臺接入），電橋輸出接到差動放大器的輸入端Ui，檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關，調節Rw1,使電壓表顯示為零。四、實驗內容與步驟四、實驗內容與步驟（3）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（3）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（3）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（3）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（3）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（4）v4在應變傳感器托盤上放置一只砝碼，調節Rw4，改變差動放大器的增益，使數顯電壓表顯示2mV，讀取數顯表數值，保持Rw4

5、不變，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，記錄實驗結果，填入表1-1，關閉電源。四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（4）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（4）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（4）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（4）五、注意事項五、注意事項v加在應變傳感器上的壓力不應過大，以免造成應變傳感器的損壞！六、實驗報告六、實驗報告v根據表11計算系統靈敏度SU/W（U輸出電壓變化量，W重量變化量）和非線性誤差f1=m/yF.S 100，式中m為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差；yFS為滿量程（200g）輸出平均值。七、思考題：

6、七、思考題：v采用單臂電橋時，作為橋臂的電阻應變片應選用：(1)正(受拉)應變片；(2)負(受壓)應變片；(3)正、負應變片均可以。實驗二實驗二 金屬箔式應變片金屬箔式應變片半橋性能實驗半橋性能實驗 v一、實驗目的：一、實驗目的： 比較半橋與單臂電橋的不同性能、了解其特點。 v二、實驗儀器：二、實驗儀器： 應變傳感器實驗模塊、托盤、砝碼（每只約20g）、數顯電壓表、15V、4V電源、萬用表（自備）。二、實驗儀器：二、實驗儀器：三、實驗原理：三、實驗原理：v 不同受力方向的兩片應變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。當兩片應變片阻值和應變量相同時，其橋路輸出電壓 v U0比單

7、臂電橋靈敏度提高一倍，半橋輸出與應變片阻值變化率呈線性關系。 RREkU22E0四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（1）v1圖1-1應變傳感器上的各應變片已分別接到應變傳感器模塊左上方的R1、R2、R3、R4上，可用萬用表測量判別，R1=R2=R3=R4=350。四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（2）v2從主控臺接入15V電源，檢查無誤后，合上主控臺電源開關，將差動放大器的輸入端Ui短接，輸出端Uo2接數顯電壓表（選擇2V檔），調節電位器Rw3，使電壓表顯示為0V，Rw3的位置確定后不能改動，關閉主控臺電源。四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（2）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容

8、與步驟（2）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（3）v3根據圖2-1接線，R1、R2為實驗模板左上方的應變片，注意R2應和R1受力狀態相反，即橋路的鄰邊必須是傳感器中兩片受力方向相反(一片受拉、一片受壓)的電阻應變片。接入橋路電源4V（從主控臺接入），電橋輸出接到差動放大器的輸入端Ui，檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關，調節Rw1，使電壓表顯示為零。 四、實驗內容與步驟四、實驗內容與步驟（3）四、實驗內容與步驟四、實驗內容與步驟（3）四、實驗內容與步驟（四、實驗內容與步驟（4）v4在應變傳感器托盤上放置一只砝碼，調節Rw4，改變差動放大器的增益，使數顯電壓表顯示10mV，讀取數顯表數值，保持Rw4不變，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，記錄實驗結果，填入下表，關閉電源。四、實驗內容與步驟四、實驗內容與步驟（4）四、實驗內容與步驟四、實驗內容與步驟（4）四、實驗內容與步驟四、實驗內容與步驟（4）五、實驗報告五、實驗報告v根據表21計算系統靈敏度L