内容发布更新时间 : 2024/9/29 12:22:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验一 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、基本原理：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。

图1-1 应变式传感器安装示意图

三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器－电子秤、

砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。

四、实验步骤：

1．根据图（1-1）应变式传感器（电子秤）已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1＝R2＝R3＝R4＝350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。 2．接入模板电源±15V（从主控台引入），检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与地短接，输出端与主控台面板上数显表

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电压输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源（注意：当Rw3、Rw4的位置一旦确定，就不能改变。一直到做完实验三为止）。

3．将应变式传感器的其中一个电阻应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7模块内已接好），接好电桥调零电位器RW1，接上桥路电源±4V（从主控台引入），此时应将±4地与±15地短接。如图1-2所示。检查接线无误后，合上主控台电源开关。调节RW1，使数显表显示为零。

图1-2应变式传感器单臂电桥实验接线图

4．在电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g（或500 g）砝码加完。记下实验结果填入表1-1，关闭电源。

表1-1单臂电桥测量时，输出电压与加负载重量值

重量(g) 电压(mv) 20 40 4 8 60 13 80 18 100 22 120 27 140 32 160 37 180 41 200 46 5．根据表1-1计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δf1=Δm/yF·100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均S×值）与拟合直线的最大偏差：yF·。 S满量程输出平均值，此处为200g（或500g）

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>> t=[20 40 60 80 100 120 140 160 180 200]; >> r=[4 8 13 18 22 27 32 37 41 46]; >> aa=polyfit(t,r,1); >> a=aa(1),b=aa(2), a =

0.2352 b =

-1.0667

>> syms T,R=a*T+b R =

194/825*T-300239975158037/281474976710656 >> y=polyval(aa,t); >> plot(t,r,'r*'),

>> hold on,plot(t,y,'b-'),hold off

>> legend('数据点（ri,Ri）','拟合直线R=a*T+b'), >> xlabel('x'),ylabel('y'),

>> title('数据点（ri,Ri）和拟合直线R=T*a+b的图形')

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