实验报告电阻应变片解析.docx

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实验报告电阻应变片解析

实验报告

姓名：

张少典班级：

F0703028学号：

5070309061实验成绩：

同组姓名：

张庆庆实验日期：

2008/04/14指导老师：

批阅日期：

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电阻应变片传感器灵敏度的测量

【实验目的】

1、了解电阻应变片传感器的转换原理；

2、掌握电阻应变片直流电桥的工作原理和特性；

3、利用电阻应变片直流电桥测量传感器的电压输出灵敏度。

【实验原理】

电阻应变片传感器由粘贴了电阻应变敏感元件的弹性元件和变换测量电路组成。

被测力学量作用在一定形状的弹性元件上（如悬臂梁等）使之产生变形。

这时，粘贴在其上的电阻应变敏感元件将力学量引起的变形转化为自身电阻值的变化，再由变换测量电路将电阻的变化转化为电压变化后输出。

单臂电桥：

双臂电桥：

全桥：

电桥的灵敏度：

其中

）

实验电路图：

【实验数据记录、结果计算】

●数据记录

单臂电桥

位移x（mm）

15.500

16.000

16.500

17.000

17.500

18.000

18.500

19.000

19.500

20.000

电压（mV）

0.08

0.16

0.23

0.30

0.36

0.42

0.50

0.57

0.63

0.69

位移x（mm）

14.500

14.000

13.500

13.000

12.500

12.000

11.500

11.000

10.500

10.000

电压（mV）

-0.08

-0.14

-0.21

-0.27

-0.32

-0.38

-0.43

-0.49

-0.54

-0.59

双臂电桥

位移x（mm）

15.500

16.000

16.500

17.000

17.500

18.000

18.500

19.000

19.500

20.000

电压（mV）

0.16

0.29

0.43

0.56

0.70

0.82

0.96

1.09

1.22

1.35

位移x（mm）

14.500

14.000

13.500

13.000

12.500

12.000

11.500

11.000

10.500

10.000

电压（mV）

-0.14

-0.28

-0.41

-0.55

-0.69

-0.80

-0.92

-1.07

-1.19

-1.38

全桥

位移x（mm）

15.500

16.000

16.500

17.000

17.500

18.000

18.500

19.000

19.500

20.000

电压（mV）

0.29

0.55

0.80

1.06

1.32

1.58

1.84

2.10

2.36

2.62

位移x（mm）

14.500

14.000

13.500

13.000

12.500

12.000

11.500

11.000

10.500

10.000

电压（mV）

-0.27

-0.53

-0.79

-1.07

-1.33

-1.53

-1.81

-2.08

-2.36

-2.61

●数据处理

单臂电桥

正方向：

S1（+）=B*1000=135.03V/mm

负方向：

S1（-）=B*1000=113.09V/mm

双臂电桥

正方向：

S2（+）=B*1000=264.73V/mm

负方向：

S2（-）=B*1000=267.27V/mm

全桥

正方向：

S3（+）=B*1000=518.06V/mm

负方向：

S3（-）=B*1000=518.06V/mm

●结果分析

S1=

=124.06V/mm

S2=

=266.00V/mm

S3=

=518.06V/mm

该实验的主要误差来源于螺旋测微仪空旋造成的误差，以及实验过程中电路的不稳定造成。

在做单臂电桥实验时，正负之间出现了比较大的误差，而在做双臂电桥以及全桥实验时，误差很小。

可见是定值电阻R2的接入给电路带来的影响，尤其是当四个定值电阻都换成应变片的时候（全桥测量），正负的测量值几乎没有差别。

从最后的结果来看，全桥的灵敏度最高，双臂次之，单臂最低。

且基本呈现出以下关系，即全桥灵敏度约为双臂的2倍，双臂约为单臂的2倍。

这和理论值是基本相符的。

可见，电桥的工作臂系数越大，则电桥的灵敏度越高。

【问题思考与讨论】

1、拟在等截面的单臂悬梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成的全桥电路，试问：

（1）四个应变片应该怎样粘贴在悬臂梁上？

（2）画出相应的电桥电路.

答：

（1）如下图：

（2）如下图：

2、右图为一应变片直流电桥，其中U0=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω,试求：

（1）R1为金属应变片，其余为固定电阻，当R1增量为R1=1.2Ω时，电桥输出电压U=？

（2）R1、R2为应变片，且批号相同，感受应变和极性的大小都相同，R3、R4为固定电阻，问能否进行应变测量？

（3）在题

（2）中，如R2和R1感受应变的极性相反，且|△R1|=|△R2|=1.2Ω，问输出电压？

（4）由

（1）-（3）能否得出什么结论或推论？