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北京XX大学

实验报告

课程（项目）名称：金属箔式应变片性能—半桥、全桥单

臂电桥

学 院： 自动化 专 业： 自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 成 绩：

2013年12月10日

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实验一

一、任务与目的

了解金属箔式应变片，差动半桥的工作原理和工作情况。

二、原理（条件）

金属箔式应变片是一种敏感器件，当它在外力作用下发生机械变形时，其电阻丝阻值发生变化，这就是电阻应变效应，通过它将被测部位的受力状态变化转化为阻止的变化。再通过电桥可以把电阻的变化转化为电压的变化，从而其输出反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压

。半桥测量电路中，不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电

桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uo＝EKε／2。

三、内容与步骤

（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。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。 （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、副电源；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、副电源。

（3）根据图4接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。Rx为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F／V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，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（粗调），然后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零（细调）。

图4

（4）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F／V表显示最小，再旋动测微头，使F／V表

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显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度并记下这个刻度值。

（5）——往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F／V表显示的值。建议每旋 动测微头一周即ΔX＝0.5mm记一个数值填入表格中。

（6）据所得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显示的电压相应变化）。

（7）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。

四、数据处理（现象分析）

（1）当往下或往上旋动测微头使梁的自由端产生位移，记下F／V表显示的值见下表： X(mm) V(V) 10.03 0 10.53 0.019 11.03 0.039 11.53 0.064 12.03 0.086 12.53 0.107 13.03 0.132 13.53 0.153 14.03 0.175 14.53 0.196 X(mm9.53 7.53 7.03 6.53 6.03 5.53 9.03 8.53 8.03 5.03 ) V(V) -0.039 -0.060 -0.082 -0.096 -0.111 -0.123 -0.143 -0.166 -0.187 -0.209 （2）据测得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显示的电压相应变化） 将数据输入Excel电子表格，经计算 S平均值=0.041 V/mm =41mV/mm